高い効率を持つ熱電変換材料が開発される 28
ストーリー by hylom
熱→電力変換システム普及のきっかけとなるか 部門より
熱→電力変換システム普及のきっかけとなるか 部門より
大阪大学と米オハイオ州立大学カリフォルニア工科大学は、無次元性能指数ZTが1を超え、従来の2倍の性能を持つという熱電変換材料を開発した（日刊工業新聞の記事、AAAS）。
熱電変換材料の性能は無次元性能指数ZTなどで評価され、実用化にはZT>1が必須といわれている。これまで一般に使われていた熱電変換材料であるNa-PbTeのZTは0.71だが、発表された素材はナノテク素材を用いていないTl-PbTeで、この素材で1を超える1.5以上を記録している。500ケルビンぐらいまではNaドープとそれほど変わらないZT値をとるが、Tlを2%ドープしたものは500ケルビン以降もZTは大きくなり、約600ケルビンで1を超え、800ケルビンで1.5に達している。
ガソリンエンジンの排熱から電気を (スコア:2, 興味深い)
教えて偉い人！ (スコア:1)
日刊工業新聞の記事によると、
＞ 大阪大学の山中伸介教授、黒崎健助教、米オハイオ州立大学、米カリフォルニア工科大学は共同で、
力を合わせなければ、開発できなかったのだろう、
＞ 作製は特別な手法ではなく、再現性もある。
・・・これは？ 作り方が判ってしまえば、割と簡単につくれるの？
それとも、特別じゃないけれど、一教室で、ちょこちょことは、作れないような代物なの？
Re:教えて偉い人！ (スコア:2, 興味深い)
この手の材料の「こんなのが出来ました」系だと、発見そのものにおいてはあまり力を
合わせるってことに意味はなかったりします。多いのは「僕作る人、君測る人（or
解明する人）」とかです。あとは、マテリアル系は人海戦術的な面も往々にして
ありますんでその分担とか。でもこっちだとあまり協力する意味はないかなあ。
#単純に人数n倍で速度もn倍、とかそんな感じですんで。
>作り方が判ってしまえば、割と簡単につくれるの？
マテリアル系は、作り方とか組成さえわかってしまえば誰にでも作れる、
ってものも多いものでして。
高温超伝導体なんぞも、作り方さえ知っていれば小中学生でも作れますが、
その組成のものが凄い、と誰かが見つけるまでにはえらく時間がかかっています。
まあ元素の組み合わせとその比率はそれこそ膨大ですので、あたりを引くのは
大変です。
#特殊なナノ構造体だののように、作ること自体が難しい場合ももちろんあります。
タリウムいやああ (スコア:1)
＃いやTeも毒だけどさ
Re:タリウムいやああ (スコア:1, おもしろおかしい)
太陽光発電のように (スコア:0)
太陽光発電モジュールの場合には、モジュール温度の上昇と共に発電量が落ちるようなので、
太陽光発電モジュールの代替えとしてはいかがでしょう？エロい人たちプリーズ。
Re:太陽光発電のように (スコア:2, 興味深い)
ぱっと思いつくのは宇宙空間の利用かな。
低温側を太陽から見えないよう陰にしておけば温度差が簡単に稼げて良いかも、とか。
重量コストで失格 (スコア:2, 参考になる)
重量増＝打ち上げコスト増なので、大面積の太陽電池の方が有利。
原子力電池には有望だけど、効率の上がる温度が５００℃以上では使いづらいかも。
５００℃以上の高温で、数十年以上の長期間をメンテなしで動作させるのは大変らしいです。
（これが200℃程度なら大丈夫らしい。この温度域だとビスマス系が有利）
notice : I ignore an anonymous contribution.
Re:太陽光発電のように (スコア:1, 興味深い)
どうせ冷やす機構を取り入れるなら・・・わかるよね。まぁ熱を利用するものなべて温度差が必要だけど。
いまのところ熱から一番効率よく電気エネルギーを取り出せるのは、スターリングエンジンに発電機つなぐという
方法じゃないのかな。
Re: (スコア:0)
逆をやってるってこと？温度差を貰って電気を作るという。
Re:太陽光発電のように (スコア:1)
効率についてはアレだけど。
Re:太陽光発電のように (スコア:1, 参考になる)
温度差->電流変換する素子は熱電素子とか、ゼーベック素子といわれる。
これを逆に使って
電流->温度差変換するものがペルチェ素子と呼ばれる。
二種類の金属を張り合わせて、それぞれの金属を違った温度に保つ（温度差をつくる）と起電力（電圧）が
発生するのがゼーベック効果。
逆に、その張り合わせた金属の間に電流を流すと温度差が生まれるという現象が、ペルチェ効果。
Re:太陽光発電のように (スコア:1)
ジャンク箱にペルチェ素子があったら試してみると面白いですよ。冷たい金属の台の上にペルチェを置いて、さらにその上にお湯の入ったビーカーか何かを置くと、テスター当てればちゃんと発電(ていうか起電)していることが分かります。
ついでに言うとLEDに光を当ててもちょびっと発電します。太陽電池に電流を流すと光るんでしたっけ？
Jubilee
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Re:太陽光発電のように (スコア:1)
酢酸タリウム殺人事件というのもありましたね。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%A2%E9%85%B8%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%8... [wikipedia.org]
CPU冷却ファンの電源に (スコア:0, 既出)
温度差があればあるほど電圧が上がるんだから、シンプルな制御システムで冷却運用が出来そうな気がするんだけど。
しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される
Re:CPU冷却ファンの電源に (スコア:1, すばらしい洞察)
Re: (スコア:0, 既出)
ヒートシンクはCPUの熱をダイレクトに受けるんだから、温度差はもともと少ないだろう。
冷えれば回転数が落ちるのも別に問題なくて
- CPU発熱で温度差が発生
- 発電されてファンが回る
- ファンの冷却で温度差が減り、電圧が落ちて回転数下がる
- 発熱と発電～放熱がつりあうところで回転数が安定する
とこんな感じで均衡状態に出来ればベスト。しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される
Re:CPU冷却ファンの電源に (スコア:1, すばらしい洞察)
保ちたいのはコアの絶対温度であって、環境との温度差ではない。
Re: (スコア:0)
＞保ちたいのはコアの絶対温度であって、環境との温度差ではない。
まあまあ、全部、熱から電気をもらう必要はないので
安全用に主電源からバッファ(コンデンサ)を確保しておけばいいんじゃないかな？
Re: (スコア:0)
「冷却」って意味を考えた方が良いかと。
熱伝導性の高い物質を密着させて温度の平衡性によってチップからヒートシンクに「熱を運ばせる」為には、ヒートシンクの温度がチップよりも「低い」必要が有るんですよ。
Re: (スコア:0, 既出)
温度順に並べれば
CPU＞ヒートシンク＞＞＞＞冷却ファンから送られてくる空気
こうなってるはず。
＃ていうか、こうなってないと冷えないっしょ。
しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される
Re: (スコア:0)
>こうなってるはず。
>＃ていうか、こうなってないと冷えないっしょ。
違います。
そうする為にファンで空気を送って冷やすんです。
何も手を加えない状況でそれが成り立つのであれば、ヒートシンクだけでファンレスで使えますんでファンなんぞ不要。
ってよりもそんな状況に出来るなら、放熱面にファンを付けるて発電に使えば、永遠にロハで電気が使えてオススメですよ。
Re:CPU冷却ファンの電源に (スコア:1)
稼働中のPC筐体内でCPUの次に温度が高いのは普通はヒートシンク。
温度差で発電するんだから低温部をヒートシンクにするのは効率が悪いだろう。
＃[排気口]-[CPU]-[発電素子高温部]-[ヒートシンク]-[発電素子低温部]-[ファン]と並べるのが一番合理的じゃないか？
しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される
Re:CPU冷却ファンの電源に (スコア:1)
＞温度差があればあるほど電圧が上がるんだから、シンプルな制御システムで
＞冷却運用が出来そうな気がするんだけど。
もとの記事には、
＞500ケルビンぐらいまではNaドープとそれほど変わらないZT値をとるが、
＞Tlを2%ドープしたものは500ケルビン以降もZTは大きくなり、
＞約600ケルビンで1を超え、800ケルビンで1.5に達している。
とあり。
効率的なのは800ケルビン以上。400℃のオーダー以上になってから。
あなたのPCのCPUはじゅうぶんに暖まってますか？
いやあ、冷却システムの立ち上げには、CPUの上にメタ（固形アルコール）を載っけて点火、余熱しなくちゃいけなかったりして。
YuiTad
なんで (スコア:0)
廃熱の７割は３００℃（約６００Ｋ）以下なんだから、この温度を狙ってほしいよ。
８００Ｋなんて、発電所以外に使い道ないじゃん。
だいたい、そんな温度で使って酸化しないの？
Re:なんで (スコア:2, すばらしい洞察)
「廃熱は電気に変換せずに熱のまま利用」した方が使いやすいんでしょう。コジェネレーショみたいに。
うじゃうじゃ