熱電変換・熱電発電の基礎と熱電デバイスの設計・評価手法および超高効率化への応用 <オンラインセミナー>

~ 熱電効果とペルチェ効果、熱電物性の制御因子と高性能化、熱電発電のための高性能バルク材料の開発と熱電デバイスの高性能化および実用化のポイント ~

・熱電素子やペルチェ素子の原理や熱電物性を制御するポイントから熱電デバイスの変換効率を向上させる最新技術まで修得し、高性能デバイスを開発するための講座

・熱電発電技術の基礎から熱電素子・熱電デバイスの作製・評価手法とそのポイントまで修得し、捨てられる廃熱や未利用熱を有効に活用して省エネルギー化を実現するためのセミナー!

・近年開発され、報道でも取り上げられた複合材料を用いて熱電性能を飛躍的に向上する技術とそれを利用した高性能熱電素子の開発および実用化の展望について詳しく解説します

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講師の言葉

 無駄に捨てられている廃熱や地熱・太陽熱などの未利用熱から電力を生み出せる熱電発電技術は、カーボンニュートラルと省エネルギー社会を実現する技術として期待されています。また、ペルチェ冷凍もまた、サイズフリーで冷媒やコンプレッサーを使わない冷却技術として、様々な箇所で使われています。ただし、熱から電力への、また、電力から冷凍能力への変換効率は高くなく、広く社会に普及するためには、これらの効率の向上が強く望まれています。

 熱電発電とペルチェ冷却の性能を決定する支配因子を理解するためには固体物理学の知識を持っている必要がありますが、本講演では、それらをできるだけ平易な言葉で説明しつつ、最高の効率を生み出すための材料設計指針を説明します。また、講演者が最近発見し、新聞でも報道された、熱電技術にブレークスルーをもたらす可能性を秘めた『複合材料効果に因る熱電性能の向上』と『それを利用した高性能熱電素子の開発』について解説します。

セミナー詳細

開催日時
  • 2025年11月18日(火) 10:30 ~ 17:30
開催場所 オンラインセミナー
カテゴリー オンラインセミナー電気・機械・メカトロ・設備化学・環境・異物対策
受講対象者 ・熱電材料、熱電素子の研究開発や熱電応用技術に携わる技術者や開発者の方
・熱電素子や関連技術の開発を検討している企業の技術者や開発者の方
・熱電素子の直接ユーザーやデバイス等を利用している企業の方
予備知識 ・基礎から平易に講義しますので、予備知識は特別必要ありません
 わからないことはなんでも積極的にご質問ください
修得知識 ・固体材料中の熱電効果(ゼーベック/ペルチェ/トムソン効果)や電子輸送・熱輸送現象の原理
・熱電材料や素子の性能を決定する熱電物性の支配因子に関する基礎知識
・熱電応用の現状から最新の研究開発動向と今後の展望まで
プログラム

1.熱電発電素子とペルチェ素子の基礎

  (1).熱電効果(ゼーベック効果、ペルチェ効果、トムソン効果)

  (2).熱電発電素子とペルチェ冷却素子

  (3).無次元性能指数と変換効率

  (4).熱電素子利用の現状と課題

 

2.熱電物性の制御因子と高性能熱電材料の開発指針

  (1).熱電物性の基礎理論

    a.古典近似と緩和時間近似

    b.線形応答理論(スペクトル伝導度)

    c.電気伝導度

    d.ゼーベック係数

    e.電子熱伝導度

  (2).格子熱伝導度の基礎理論

    a.フォノン分散と波束

    b.フォノン分枝と群速度

    c.緩和時間近似と格子熱伝導度

  (3).単相熱電材料を高性能化する指針

    a.電子構造に求められる条件

    b.結晶構造に求められる条件

 

3.高性能バルク熱電材料の作製と性能評価のポイント

  (1).ナノバルクSi-Ge系熱電材料(ZT > 4)

  (2).銀カルコゲナイド系フレキシブル熱電材料(ZT>0.7)

  (3).高性能バルク材料を用いたデバイスの発電特性

 

4.熱電特性の飛躍的な向上と熱電デバイスの高性能化および実用化への展望

  ~複合材料効果による巨大無次元性能指数の達成~

  (1).Cu2Seで観測された巨大無次元性能指数(ZT = 470)

    a.自己調整キャリア濃度効果と複合材料効果

    b.複合材料効果の物理的解釈

    c.類似物質での観測

    d.実用化を妨げる問題点

  (2).Ag2S系材料で観測された巨大無次元性能指数(ZT = 20)

    a.開発指針

    b.観測された物性、出力因子、無次元性能指数の温度依存性

    c.発電特性

    d.実用化に向けた材料改質と問題点

  (3).層状複合材料による材料の高性能化

  (4).Fe系薄膜材料で観測された巨大無次元性能指数(ZT = 6)

    a.開発に至った経緯

    b.材料の特徴と物性

  (5).今後の展望

キーワード 熱電変換材料 熱電発電素子 熱電デバイス ペルチェ素子 ペルチェ冷却 ゼーベック効果 トムソン効果 無次元性能指数ZT 排熱利用 未利用熱 カーボンニュートラル SDGs 省エネルギー
タグ エネルギー化学環境触媒材料パワーデバイス分散複合素材機械要素系統連系自然エネルギー省エネ太陽電池蓄電電気化学電子部品熱交機器・熱電変換熱設計発電
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
オンラインセミナー
本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。
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営業時間 月~金:9:00~17:00 / 定休日:土日・祝日