低温熱源に貼るだけで発電、効率2倍の曲がる熱電モジュール：蓄電・発電機器（2/2 ページ）

[陰山遼将，スマートジャパン]

曲がって密着、適用範囲も広く

　熱電モジュールは、異なる金属や半導体に温度差を与えた際に電圧が発生する「ゼーベック効果」を利用して発電する仕組みだ。一般的な熱電モジュールは基板にセラミックを採用しており、その上に熱電素子を実装している。Eサーモジェンテックでは、こうしたセラミック基板を利用した一般的な熱電モジュールの場合、曲げることができないため適用範囲が限られる他、対象への密着性が低く、効率よく熱を利用できないために発電効率が低くなるという課題に着目した。

　同社のフレキーナには曲がる極薄のフレキシブル基板を採用している。その上に既存のBiTe系の熱電素子を、同社の強みとする半導体技術を活用して高速かつ高密度に実装している（図2）。これにより湾曲が自在で、工場内のパイプなどの汎用的な円筒状の熱源に対し、高い密着性を持って装着できるという。そのため低温排熱でも、熱を逃さずに効率よく発電できるという仕組みだ。

　同社の試算ではフレキーナと従来のセラミック基板を利用した熱電モジュールを比較すると、熱回収効率は約2〜3倍、熱電変換効率は約2倍高いという。実用化に向けては、70度の温度差を利用して発電した場合のコストで、1kWh当たり10円を目指す方針だ。

図2 「フレキーナ」の構造（クリックで拡大）出典：Eサーモジェンテック

　フレキーなの用途は工場やビルの配管など、汎用的な熱源での利用を見込んでいる。フレキシブルであるため、円筒状のパイプにも適用しやすい。最近では工場やエネルギー設備内にセンサーを設置し、取得したデータを活用する動きが進んでいる。こうした際にセンサーの電源としてフレキーナを利用することで、電源の確保するコストを削減できるメリットなども見込む。

　最近では有機熱電材料をフレキシブル基板上に印刷した熱電モジュールの開発も進んでいるが、まだ研究段階であり発電効率は高くない。またフレキーナは、熱電素子選択の自由度が高く、適用対象の温度域に合わせて熱電素子を選択できるメリットもあるとしている。

　なお、今回Eサーモジェンテックに投資を行ったリアルテックファンドは、藻類を利用したバイオ燃料開発などを手掛けるユーグレナの100％の子会社であるユーグレナインベストメント、SMBC日興証券、テクノロジーベンチャーの支援事業などを展開するリバネスの3社による合同会社が運営するベンチャーキャピタルだ。現在23社が参画しており、ファンド規模は2016年11月現在で75億円とテクノロジー分野に特化したベンチャーキャピタルとしては国内最大級のファンドである。