바카라 족보 발전을 위한 자연 발생 광물

일본 과학 기술 연구소(JAIST) 재료 과학부 Koichiro Suekuni(조교수) 및 Mikio Koyano(부교수), 산업 기술 종합 연구소(AIST) 에너지 기술 연구소 바카라 족보 변환 그룹의 오타 미치히로(연구원) 및 Atsushi Yamamoto(리더), 그리고 RIKEN RSC-Rigaku 협력 센터, RIKEN SPring-8 센터의 Eiji Nishibori (이사)가 자연 발생 광물을 확인했습니다사면체^*2은 약 400℃에서 높은 바카라 족보 성능을 나타냅니다 그들은 또한 사면체의 복잡한 결정 구조와 비정상적으로 큰 진폭을 갖는 Cu 원자의 진동으로 인해 격자 바카라 족보도율이 매우 낮기 때문에 이러한 고성능이 가능하다는 것을 밝혔습니다 이러한 노력은 친환경 실현에 크게 기여할 것입니다바카라 족보 발전^*1무독성이며 흙이 풍부한 원소로 구성된 재료를 사용합니다

바카라 족보발전은 고체소자를 이용하여 온도차 형태의 열에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 기술입니다 최근 에너지 문제에 대한 관심이 높아지면서, 막대한 양의 미사용 폐열을 효율적으로 활용할 수 있는 수단으로 바카라 족보발전이 주목받고 있다 특히, 자동차, 플랜트 등의 중온(300~500℃) 폐열을 회수하여 활용하는 것이 요망되고 있다 온도 범위에 대한 유망한 바카라 족보 재료는 납(Pb)과 같은 독성 원소로 구성되어 있으며, 이는 실용화에 장애가 됩니다

71064_71744₁₂Sb₄S₁₃, 쿠_12-x니_xSb₄S₁₃, 높은 값을 나타냄무차원 바카라 족보 성능 지수^*3의ZT=07(변환 효율 7%에 해당) 이 값은p-유형^*4지금까지 무연 황화물 테트라헤드라이트는 현재 유망한 바카라 족보재료로 전 세계적으로 주목받고 있다 2012년 말 미국 미시간 주립대학교 연구팀도 사면체 Cu의 높은 바카라 족보 성능을 보고했습니다_12-xM_xSb₄S₁₃ (M=Zn:아연 또는 Fe:철)

사면체의 높은 성능은 극도로 낮기 때문에 발생합니다격자 바카라 족보도도^*572804_73222₃삼각형 평면은 삼각형 평면에 수직인 방향으로 낮은 주파수와 큰 진폭으로 진동합니다 이 발견에서 비정상적으로 큰 진폭을 갖는 Cu 원자의 진동은 단단한 Cu-Ni-Sb-S 네트워크를 통한 열 전달을 억제하여 바카라 족보도율이 낮아지는 것으로 간주됩니다

이 연구에서 잘 알려진 광물 자원인 황화물 광물 사면체는 유망한 바카라 족보 재료인 것으로 밝혀졌습니다 바카라 족보도율이 낮아 광물의 결정 구조 특성을 규명하면 고성능이면서 친환경적인 바카라 족보 황화물 광물이 개발될 수 있다

연구 결과는 다음 온라인에 게재되었습니다응용물리학저널2013년 1월 28일

이 연구는 일본 과학 진흥 협회의 연구 활동 시작 보조금 및 과학 연구 보조금과 바카라 족보기 에너지 기술 재단의 연구 보조금으로 지원되었습니다

그림 1 : 천연 사면체(Cu, Fe, Ag, Zn)12Sb4S13(AIST 지질 박물관 소유 샘플)(왼쪽) 및 무차원 바카라 족보 공로상,ZT, 사면체 Cu의 경우12-x니xSb4S13및 다양한p-type 무연 황화물(오른쪽)

그림 2 : 사면체 결정 구조의 일부 Cu 원자는 CuS에 수직인 방향으로 큰 진폭으로 진동합니다3삼각형 평면과 Sb 원자 방향

*1바카라 족보 발전

금속이나 반도체 재료는 시편의 양면에 온도차가 있을 때 전압을 생성합니다 생성된 전압은 온도차에 비례합니다 이러한 현상을 제벡효과(Seebeck Effect)라고 하며, 이 효과를 이용한 발전을 바카라 족보발전이라고 합니다 물질의 한쪽 끝이 열원과 접촉하고 다른 쪽 끝이 특정 온도로 유지되는 경우(예:, 실온 또는 냉각 욕조), 재료는 전력을 생성합니다[ 뒤로 ]

*2사면체

사면체는 일반적으로 (Cu, Fe, Ag, Zn)의 조성을 갖는 자연 발생 광물입니다₁₂Sb₄S₁₃단위 셀에 58개의 원자가 있는 입방체 결정 구조를 가지고 있습니다 원자가 CuS를 형성하기 때문에 결정 구조가 복잡합니다₄사면체, CuS₃삼각형 및 SbS₃삼각형 피라미드[ 뒤로 ]

*3무차원 바카라 족보 성능 지수 (ZT)

무차원 바카라 족보 가치 지수ZT재료의 정의는 다음과 같습니다ZT=S²Tρ^-1(κ_엘+κ_L)^-1, 여기서T(K)는 절대 온도입니다ρ(Ω·m) 전기 저항률,S(V K^-1) 제벡 계수, κ_엘(WK^-1 m^-1) 전자 바카라 족보도도 및 κ_L(W K^-1 m^-1) 격자 바카라 족보도도 고성능 바카라 족보 에너지 변환을 위해서는 재료의 낮은 특성이 필요합니다ρ, 높음S및 낮은 κ_엘및 κ_L낮음ρ그리고 높음S는 각각 배터리의 낮은 내부 저항과 높은 출력 전압에 해당합니다 전압을 생성하는 온도 차이를 유지하려면 낮은 κ가 필요합니다[ 뒤로 ]

*4 p-유형 (n-유형)

p-유형 및n-유형은 일반적으로 반도체에서 전하 이동을 위한 캐리어 유형을 나타내는 데 사용되는 용어입니다 안에p- 그리고n형 반도체, 정공 및 전자는 각각 전하 캐리어입니다 이 보고서에서는 양의 Seebeck 계수를 갖는 재료를 호출합니다p-유형 재료[ 뒤로 ]

*5격자 바카라 족보도율<

바카라 족보도율은 물질을 통한 열 전달의 용이성을 나타내는 물리량입니다 일반적으로 열은 전하 캐리어와 결정 격자의 진동에 의해 전달됩니다 진동에 의한 바카라 족보도율 성분을 격자 바카라 족보도율이라고 합니다[ 뒤로 ]