エンジンなどの排熱から発電できる空冷式のポータブル熱電発電装置を開発した。この発電装置は冷却水を用いず発電でき、複雑な設置工事も必要としない。°Cの高温でも安定して発電する酸化物熱電モジュールと、空冷部分にヒートパイプを用いることで実現した。°Cの熱源があれば発電装置の集熱部を高温の場所にかざすだけで発電できるため、工場や焼却場の排熱から簡単に発電できる。災害時の緊急電源としても利用できる。この熱電発電装置の部材は、従来の熱電材料に含まれていた有毒な鉛などを含まない、人体に無毒なカルシウム、コバルト、マンガンの酸化物素材で作られ、回転系や引火性の部品も無いため安全であり、製造時に消費したエネルギーも約5か月の発電で回収できる。この発電装置は、排熱量や電気の必要量によって、複数の発電装置を接続して高出力を得ることができる。%近くは排熱として大気中へ棄てられている。この莫大な排熱に加え、太陽熱や地熱など未利用熱を有効活用するための技術開発が進められている。ゼーベック効果を用いる熱電発電は、変換効率が排熱量に依存せず一定で発電できるため、分散した希薄な排熱を用いた発電の実現に向け期待されている。熱電発電は温度差で発電するため、太陽熱、地熱、バイオマスなどの再生可能エネルギーからも発電でき、省エネルギー、地球環境問題の解決に貢献できるものとして、世界中で研究開発が進められている。産総研では、排熱や自然熱など未利用熱の有効利用を目指し、さまざまな材料を用いた熱電発電の研究を行っている。°Cの高温、空気中でも安定で、変換効率の高いp型熱電材料であるカルシウム・コバルト酸化物(Ca3Co4O9)の発見や、n型熱電材料であるカルシウム・マンガン酸化物(CaMnO3)の製造技術を開発してきた。湯沸かしと同時に発電できる発電鍋、発電湯沸かし器を開発してきた。Wの発電とその電力を用いた場内照明や炉の冷却用ファンなどの作動を実証した。ユーザーなど産業界から要望されたのは、温度差を得るために冷却水を使わない発電装置であった。このような熱電発電装置は、他の水冷式発電システムでは困難な小規模熱を利用可能にし、熱電発電の普及に繋がると考え、冷却水を用いないポータブル空冷式装置の開発を目指した。%にまで減少してしまった(図1)。高出力発電を可能にする空冷技術を開発した。従来の酸化物熱電モジュールの発電出力を増加させるため、熱電素子の性能向上に取り組んだ。セラミックスであるp型のカルシウム・コバルト酸化物素子は、加圧しながら焼結するホットプレス法により製造していたが、ホットプレス工程での組織制御を精密化する新たな技術を今回開発した。この技術により、セラミックス内の結晶粒の配列や大きさ、密度が改善され、熱電素子の出力因子は最高で約2倍に向上した。熱電モジュールの出力を高電圧化するため、熱電素子の断面積を小さくすることで、モジュールの素子数を増やした。