ニュース
» 2016年04月20日 07時00分 UPDATE

蓄電・発電機器: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 (1/2)

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。

[陰山遼将,スマートジャパン]

 発電所や自動車からの排熱、身近なものではPCから排出される熱など、一度消費されたエネルギーの多くは「排熱」として未利用のまま環境中に放出されている。このうち数%でも再利用できれば、地球温暖化の防止や省エネに大きく役立つ。こうした背景から未利用の排熱を活用する技術の研究開発が進んでおり、その1つとして注目が集まっているのが熱エネルギーを直接電力に変換できる熱電変換材料だ。

 積水化学工業はこの熱電変換材料を活用した「カーボンナノチューブ温度差発電シート(以下、CNT温度差発電シート)」の試作に成功し、2018年度を目標とした実用化に向けて実証実験を開始する。

 同シートには積水化学工業が良先端科学技術大学院大学(以下、NAIST)と共同開発したカーボンナノチューブ(CNT)をベースとする熱発電材料(以下、CNT熱電材料)を活用した(図1)。このCNT発電材料から、同社のナノ材料分散技術や成膜技術などを活用して実証実験可能なサイズのCNT不繊布を作製。このCNT不繊布を挟むように電極用金属箔とフィルム基板を配列した構造となっている。柔軟性があり、曲面にも貼りつけることが可能だ。

rk_160418_cnt01.jpg 図1 CNT温度差発電シートの構造 出典:積水化学工業
rk_150418_cnt02.jpg 図2 開発した発電シートの試作 出典:積水化学工業

 CNT温度差発電シートは、異なる2つの半導体や金属に温度差を与えると電力が発生する「ゼーベック効果」を利用して発電する。ここでポイントとなるのが「異なる2つの半導体」でなくてはならないという点だ。

 半導体には正孔が多くプラスの電荷を持つp型半導体と、電子が多くマイナスの電荷を持ったn型半導体がある。CNTは一般にp型半導体的な極性を示す。そして簡易にもう1つのn型半導体の特性を持たせるのは難しいとされていた。しかしNAISTがこのほど塩化ナトリウムとクラウンエーテルを用いてCNTを安定したn型半導体として生成する手法を発見し、CNT温度差発電シートにはこの技術を活用している(図2)。また、鉛、テルルといった毒性物質を全く含まないため、環境親和性も高いシートになっている。

       1|2 次のページへ

Copyright© 2017 ITmedia, Inc. All Rights Reserved.