東京大学らの研究グループが、室温環境で巨大な磁気熱電効果(異常ネルンスト効果)を示す磁性金属の開発に成功。その効果はこれまでの10倍以上で、環境発電や熱流センサーなどへの応用が期待できるという。});東京大学の研究グループは2018年7月、理化学研究所(JST)、米メリーランド大学と協力して、室温で巨大な磁気熱電効果(異常ネルンスト効果)を示す磁性金属Co2MnGaの開発に成功したと発表した。この材料を用いた新しい発電方式では、低コスト、フィルム化が容易などのメリットがあり、環境発電や熱流センサーなど熱を利用した応用が期待できるという。工場や自動車から出る熱をはじめ、空調や給湯など家庭から出る熱、太陽や地熱など自然界の熱に至るまで、さまざまな熱が利用されずに存在している。これらの熱を電気に変換して利用することは省エネ社会の実現のため、あるいはIoT社会の自立電源確保のため非常に重要であり、世界中で研究が行われている。その中でも熱電変換素子を用いた熱発電と呼ばれる方法は、タービンなど大型の装置を用いる方法に比べ小型で静音、メンテナンスフリーなどの利点を持ち、さまざまな潜在的用途が考えられる。非磁性半導体を用いるこれまでの熱電変換素子は、発電方向が温度差の方向と同じであり、複雑な立体構造となる。このため熱発電システムの大型化や高集積化を行うには製造コストなどに課題があった。磁性体の異常ネルンスト効果を利用する熱電変換素子は、温度差の方向に対して垂直に発電するため、大面積での発電が容易である。これまでは異常ネルンスト効果が極めて小さいため、熱電として応用するのは難しいとされてきた。今回、同研究グループが開発したCo2MnGaは、室温でこれまでの最高値の10倍以上大きな異常ネルンスト効果を示し、熱電応用への可能性を示した。広い温度範囲をカバーするため、さまざまな温度の熱源で発電が可能であり、製造コストが安く、無毒な材料でできており、耐久性、耐熱性にも優れるため、さまざまな場所で利用可能という。具体的には10ccの体積で約100μW(マイクロワット)以上の発電が可能で、この値は腕時計や熱流センサーなどへ利用するのに十分な値としている。未利用熱を電気に変換するという試みは長い間世界中で行われてきたが、熱電変換材料の毒性やコストの高さなどさまざまな問題点のため広く普及するには至っていない。コスト化などにより実用につながることが期待されるとした。実際に実用化・商品化が実現した際には、ボイラーやエンジンの排熱からの発電をはじめ、給湯器や体温などの微量な排熱を無線やセンサーの電源として利用できる可能性があるとしている。(産総研)と、豊島製作所、Eサーモジェンテックは共同で、量産性に優れた高出力フレキシブル熱電モジュールを開発した。湾曲した熱源に対して、効率的な熱回収が可能になる。東京工業大学らの研究グループは、出力を高めた全固リチウムイオン体電池で、超高速充放電に成功。次世代電池として期待される全固体リチウムイオン電池の実用化に寄与する成果だという。熱源に「貼るだけ」で発電するシート、積水化学が2018年度に製品化へ積水化学工業は「カーボンナノチューブ温度差発電シート」の試作に成功した。熱源に貼り付けるだけで発電できるシートで、2018年度を目標に製品化する方針だ。200〜800度の中高温度帯で発電できる熱電変換素子を開発した。シリコンを主原料とし、有害物質を含まないのが特徴で、ガスコンロなどに取り付ければスマートフォンなどの小型機器の充電も可能だという。新規読者登録(メルマガ購読)登録内容変更ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。