JP5090939B2 - p型熱電変換材料 - Google Patents
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Z=S2/(κρ) ・・・式(1)
また、熱電変換材料の性質は、性能指数Zと温度Tとの積によって評価されることがある。この場合には、式(1)の両辺に温度T(ここで、Tは絶対温度)を乗じて以下の式(2)とする。
ZT=S2T/(κρ) ・・・式(2)
式(2)に示したZTは無次元性能指数と呼ばれ、熱電変換材料の性能を示す指標になる。熱電変換材料は、このZTの値が大きいほど、その温度Tにおける熱電性能が高いことになる。式(1)および式(2)から、優れた熱電変換材料とは、無次元性能指数ZTの値を大きくできる材料、すなわちゼーベック係数Sが大きく、熱伝導率κおよび電気抵抗率ρが小さい材料である。
P=S2/ρ ・・・式(3)
ηmax={(Th−Tc)/Th}{(M−1)/(M+(Tc/Th))}
・・・式(4)
式(4)のMは、以下の式(5)によって表される。ここでThは熱電変換材料の高温端の温度、Tcは低温端の温度である。
M={1+Z(Th+Tc)/2}0.5 ・・・式(5)
以下、具体的な合成プロセスの例について説明する。
本実施例では、La0.7Ba0.07Fe3Co1Sb12熱電変換材料の合成法およびその熱電性能について述べる。
本比較例では、熱電変換材料RExAEyFe4−zCozSb12(REはLa、Ceのうち少なくとも一種、AEはCa、SrおよびBaからなる群から選択される少なくとも一種)において、0.5≦x<1、0<y≦0.5、0<x+y≦1の組成範囲を逸脱した場合における、La0.3Fe3Co1Sb12、Ce0.3Fe3Co1Sb12、およびLa0.7Ba0.6Fe3Co1Sb12の各熱電変換材料について述べる。
本比較例では、La0.7Fe4Sb12熱電変換材料の溶製法およびその熱電性能について述べる。
本実施例では、本発明に係るLa0.8Sr0.02Fe3Co1Sb12熱電変換材料の合成法およびその熱電性能について述べる。
本実施例では、本発明に係るLa0.4Ce0.3Ba0.04Fe3Co1Sb12熱電変換材料の合成法およびその熱電性能について述べる。
本実施例では、本発明に係るLa0.7Ca0.04Ba0.04Fe3Co1Sb12熱電変換材料の合成法およびその熱電性能について述べる。
本実施例では、La0.8Sr0.02Fe3Co0.95Rh0.05Sb12熱電変換材料の合成法およびその熱電性能について述べる。
Claims (3)
- 一般式RExAEyFe4−(z+w)CozMwSb12(0.5≦x<1、0<y≦0.5、0<x+y≦1、0≦z+w≦4、0≦w≦0.5)で表される構造を有し、REはLaおよびCeのうち少なくとも一種、AEはCa、SrおよびBaからなる群から選択される少なくとも一種、およびMはRu、Os、Rh、Ir、Ni、Pd、およびPtからなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とするp型熱電変換材料。
- 前記一般式RExAEyFe4−(z+w)CozMwSb12中におけるwが、0より大きいことを特徴とする請求項1に記載のp型熱電変換材料。
- 前記一般式RExAEyFe4−(z+w)CozMwSb12中におけるwが、0であることを特徴とする請求項1に記載のp型熱電変換材料。
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