바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")에너지 기술 연구 부서[연구 부서 이사 Hasegawa Hiroo] 바카라 룰 전환 그룹 인 Atsushi Yamamoto, 연구 그룹은 바륨 (BA), Gallium (GA) 및 Tin (SN), Takahata Toshio 교수, Advanced Materials Science 교수, Hiroshima (GA), ga)와 공동으로 공동으로 구성 될 것입니다 Yamaguchi University (GA), Gallium (GA) 및 Tin (SN), Kelk Co, Ltd (Kelk Co, Riwa Tetsumi, CEO, Kelk Co, Ltd, Ltd, Ltd, Kato) (Kelk Co) (Kelk Co) (Kelk Co) (Kelk Co) (Kelk Co, Riwa Tetsumi) (Kelk Co, Riwa Tetsumi 교수 Koyanagi Tsuyoshi 교수와의 협력 (Denso)바카라 룰 재료바카라 룰 생성 모듈프로토 타입 프로토 타입 바카라 룰 발전 모듈은 온도 차이가 300 ° C (고온 측에서 330 ° C, 저온면에서 30 ° C)의 온도 차이를 가지며, 17W의 발전 출력과 대략 4%의 발전 효율을 가지며, 기존 열 전자 모듈과 동일한 수준의 발전 성능을 갖습니다
8862_8922P 유형뿐만 아니라 바카라 룰 재료n 유형바카라 룰 재료도 제조 할 수 있으며자원현재 사용중인 바카라 룰 재료에 비해 유리합니다 예를 들어, 가격이 작고 가격 불안정성을 유발하는 재료가 포함되어 있지 않으며 공장에서 폐 열을 회수하는 발전 시스템에 사용될 것으로 예상됩니다
이 결과에 대한 세부 사항은 5 월 30 일부터 6 월 3 일까지 중국 인민 공화국에서 상하이에서 개최 될 국제 바카라 룰 전환 회의 (ICT2010)에서 발표 될 예정이다
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그림 1 8-PAIR 바카라 룰 발전 모듈 프로토 타입 BA-GA-SN 바카라 룰 전기 재료
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일본은 주로 1 차 에너지를 공급하기 위해 수입에 의존하며 석유 및 천연 가스와 같은 화석 연료 자원의 효과적인 사용이 중요한 문제가되었습니다 그러나 실제로, 1 차 에너지의 약 70%가 전환 및 활용 과정에서 미사용 폐 열 에너지로 환경에 버려집니다 이러한 폐 열 에너지를 회수하고 전기를 생산함으로써 에너지 활용 효율이 증가 할 것으로 예상됩니다
대규모 농축 폐열은 증기 회수 및 터빈으로 발전에 사용되지만 소규모 분산 폐기물의 회복에는 비용과 같은 많은 문제가 있으며 새로운 기술 개발이 필요합니다
최근에는 간단한 시스템 구성과 장치 소형화에 적합한 바카라 룰 발전 기술이 폐 열 회수 및 발전 기술로 주목을 끌고 있습니다 발전 성능을 향상시키기 위해서는 바카라 룰 재료의 성능을 향상시킬 필요가 있지만, 금속과 같은 높은 전도도 및 유리와 같은 낮은 바카라 룰도율을 동시에 달성해야하므로 다양한 연구 기관이 금속 및 반도체와 같은 바카라 룰 재료의 연구 및 바카라 룰 생성 모듈에 대한 방해성 연구를 수행하고 있습니다
AIST는 "고성능 바카라 룰 발전 모듈"의 개발을 촉진하고 있습니다 주택, 건물, 공장 등에서 생성 된 사용되지 않는 폐 열과 자동차 폐열을 효과적으로 활용하는 기술 중 하나로서는 Bismuthuthulectric 재료의 비스 텔루 리움 사용의 상한선이 250 ° C에서 작동했으며, 우리는 250 ° C에서 작동했으며, 우리는 250 ° C를 사용하고 있습니다 300-400 ° C의 중간 온도 범위에서 열원에 적용 할 수있는 발전 모듈은 더 큰 발전을 가능하게합니다 또한 프로젝트에서 "고효율 바카라 룰 전환 시스템 개발"(2002-2006), NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) 프로젝트 (이하 "NEDO") 프로젝트에서 엔지니어링 프로모션 협회와 함께 바카라 룰 발전 모듈을위한 평가 기술에 대한 연구 및 개발을 수행하고 있습니다
또한 AIST, Hiroshima University, Yamaguchi University, Kelk 및 Denso는 2009 년 6 월 이후 Nanotechnology 및 Advanced Components/캐서롤과 같은 재료를 사용한 고성능 바카라 룰 전환 재료의 연구 및 개발" (R & D 헤드 Takahata Toshiro)는 200 ° C ~ 300 ° C의 온도 범위에서 성능을 향상시킬 것으로 예상되는 BA-SN 바카라 룰 재료에 중점을 둔 재료 및 프로토 타입 모듈의 성능을 향상시키기 위해 노력해 왔습니다 Hiroshima University의 단결정 성장 실험을 사용한 재료 조성의 연구와 Yamaguchi University의 다결정 샘플을 제조하기위한 조건을 바탕으로, 우리는 바카라 룰 재료의 성능을 향상시키고 AIST의 프로토 타입 바카라 룰 발전 모듈 제조 및 평가 기술을 이러한 재료에 적용 하고이 연구 결과를 얻었습니다
현재 상업적으로 이용 가능한 Bismuthtelurium 바카라 룰 발전 재료는 200-250 ° C의 폐열에 적용될 수 있으며 발전 효율은 약 5%입니다 폐 열에서 전기를 회수하는 시스템을 효율적으로 구축하기 위해서는 현재 세대 효율을 더욱 증가시킬 필요가 있지만 최대 생성 효율은 바카라 룰 재료의 성능에 의해 결정되므로, 제어 된 나노 구조가있는 바카라 룰 전기 재료와 같은 새로운 고성능 바카라 룰 재료의 개발이 필요합니다
BA, GA 및 SN은 금속 단독이지만 일정한 조성 비에서 바스켓과 같은 결정 구조를 갖는 복합 반도체가됩니다 이러한 바구니와 같은 화합물은 일반적으로 클라 트레이트라고 불리지만 바구니의 부드럽게 결합 된 원자 (이 경우 BA 원자)의 존재는 열 전파를 억제하는 특성을 갖는다 따라서 Bismuth Tellurium 기반 바카라 룰 재료보다 우수한 성능을 제공 할 것으로 예상됩니다 또한, BA-GA-SN 클라스 트레이트 화합물은 기본 조성 비와 약간의 편차로 인해 P- 타입 및 N- 타입 바카라 룰 재료가되는 이점을 갖는다 따라서, P- 타입 및 N- 타입의 열 및 기계적 특성은 동일하므로 두 조합을 사용하여 모듈 식으로 디자인 할 수 있으며 제조 공정을 공유하여 다른 바카라 룰 재료 시스템에 비해 유리하게 만듭니다
이번에, P- 타입 및 N- 타입 BA-GA-SN 다 크라이스트는 확산 방지와 같은 표면 처리를 받고, P- 타입을 50 mm 정사각형으로 절단하고, N- 타입을 41 mm 정사각형으로 절단하고, 높이는 25 mm였다 금속 전극을 8 쌍의 PN 요소에 부착하프 골격 유형바카라 룰 발전 모듈이 프로토 타입되었습니다 (그림 1) 이 바카라 룰 발전기 모듈의 외경은 280 mm x 280 mm x 55 mm이고, 기판을 포함한 중량은 약 15 g이었다 AIST의 바카라 룰 발전 모듈 평가 장치를 사용하여 질소 분위기에서 낮은 온도를 30 ° C로 설정하고 상한 온도를 330 ° C로 가열하여 최대 300 ° C의 온도 차이에서 전력 생성 특성을 측정했습니다 온도 차이가 300 ° C 인 경우, 개방 전자력은 약 103V이고, 내부 저항은 155MΩ이고, 최대 전력 생산량은 171W이고, 전달 열량은 442W이며, 이들로부터 계산 된 발전 효율은 39%입니다 (그림 2)
현재 재료 성능은 n-type공로의 바카라 룰 수치약 08이고 P- 타입은 약 03이므로 재료 성능은 여전히 향상 될 것으로 예상됩니다 공로의 바카라 룰 값의 최대 값을 나타내는 온도 차이는 비스무지 레 리움 기반 재료의 바카라 룰 값보다 200 ° C 이상이며, 중간 온도 범위에서 새로운 고성능 바카라 룰 재료로서 추가 개발이 예상된다
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그림 2 프로토 타입 BA-SN 바카라 룰 전기 재료를 사용한 8 쌍 바카라 룰 전기 발전 모듈의 발전 특성
왼쪽 그림은 고온 온도와 최대 발전 출력 사이의 관계를 보여 주며 오른쪽 그림은 고온 온도와 발전 효율 사이의 관계를 보여줍니다
저온 측면 온도는 30 ° C에서 일정합니다
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이번에는 공동 연구팀이 개발 한 모듈은 다결정 재료를 사용하지만 현재 히로시마 대학교 (Hiroshima University)와 Denso가 개발중인 소형 결정은 1 이상의 바카라 룰 전기 수치로 더 높은 성능을 확인했습니다 이는 바카라 룰 재료의 성능을 더욱 향상시키고, 고성능 폐 열 발생 시스템을 실현하기 위해 300 ° C 정도의 사용하지 않는 폐 열을 사용하여 10% 이상의 전환 효율로 전기를 생성하는 고효율 모듈을 개발하기 위해 적용됩니다