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熱電変換技術ハンドブック
［コードNo.09NTS218］
| ■体裁／ |
Ｂ５判・７３６頁 |
| ■発行／ |
２００８年 １２月 ２０日
(株)エヌ・ティー・エス |
| ■定価／ |
６０,５００円（税込価格） |
エネルギー・環境問題が深刻になる今日、すべてのエネルギー消費活動から排出される熱を回収し電気に変換する熱電変換技術に多くの注目が集まっている。近年注目されている、熱電特性を持った新しい物質材料の基礎データを充実させるべく化学的・物理的視点を網羅、またその製造プロセス、構造解析から新物質開発の現状・設計指針まで踏み込んでいる。更に実用化へのキーテクノロジーとなるモジュール化技術の開発事例から最先端の技術を披露、応用事例における熱電変換技術の成功例、問題点を詳細に記した、将来発展の道標となる一冊。
監修
編集委員長
| |
| 舟橋良次 | (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 主任研究員 |
編集委員（五十音順）
| |
| 阿武宏明 | 山口東京理科大学 基礎工学部 准教授 |
| 鈴木亮輔 | 北海道大学 大学院工学研究科 材料科学専攻 教授 |
| 寺崎一郎 | 早稲田大学 先進理工学部 教授 |
| 山本淳 | (独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 |
執筆者一覧
| |
| 梶川武信 | 湘南工科大学 |
| 寺崎一郎 | 早稲田大学 |
| 李鎔勲 | (株)小松製作所 |
| 黒崎健 | 大阪大学 |
| 牟田浩明 | 大阪大学 |
| 山中伸介 | 大阪大学 |
| 小矢野幹夫 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
| 西堀英治 | 名古屋大学 |
| 中本剛 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
| 小柳剛 | 山口大学 |
| 勝山茂 | 大阪大学 |
| 滝沢博胤 | 東北大学 |
| 関根ちひろ | 室蘭工業大学 |
| 青木勇二 | 首都大学東京 |
| 佐藤英行 | 首都大学東京 |
| 松浦満 | 放送大学 |
| 赤井光治 | 山口大学 |
| 阿武宏明 | 山口東京理科大学 |
| 古賀健治 | 山口東京理科大学 |
| 谷垣勝己 | 東北大学 |
| 西野洋一 | 名古屋工業大学 |
| 飯田努 | 東京理科大学 |
| 高畠敏郎 | 広島大学 |
| 武田雅敏 | 長岡技術科学大学 |
| 森孝雄 | (独)物質・材料研究機構 |
| 木村薫 | 東京大学 |
| 岡田純平 | (独)宇宙航空研究開発機構 |
| 大瀧倫卓 | 九州大学 |
| 本橋輝樹 | 北海道大学 |
| 宮崎譲 | 東北大学 |
| 野原実 | 岡山大学 |
| 黒木和彦 | 電気通信大学 |
| 古賀貴亮 | 北海道大学 |
| 長谷川靖洋 | 埼玉大学 |
| 太田裕道 | 名古屋大学 |
| G.Jeffrey Snyder | Materials Science, California Institute of Technology |
| 池田輝之 | California Institute of Technology |
| 篠原嘉一 | (独)物質・材料研究機構 |
| 戸嶋直樹 | 山口東京理科大学 |
| 朝比奈研一 | 積水化学工業(株) |
| 魚谷信夫 | (財)化学技術戦略推進機構(JCCI) |
| 島田賢次 | アルバック理工(株) |
| 馬場哲也 | (独)産業技術総合研究所 |
| 岩崎秀夫 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
| 堀康彦 | (財)電力中央研究所 |
| 海部宏昌 | (株)小松製作所 |
| 福田克史 | (株)KELK |
 | Fraunhofer Institute for PhysicalMeasurement Techniques IPM |
| 渡辺滋 | シチズンホールディングス(株) |
| 舟橋良次 | (独)産業技術総合研究所 |
| 三上祐史 | (独)産業技術総合研究所 |
| 小原春彦 | (独)産業技術総合研究所 |
| 吉田隆 | 名古屋大学 |
| 相澤龍彦 | NPO法人アジア科学教育経済発展機構 |
| 渡脩 | (株)セルシステム |
| 米田征司 | 神奈川大学 |
| 中谷祐二郎 | (株)東芝 |
| 新藤尊彦 | (株)東芝 |
| 佐々木恵一 | (株)東芝 |
| 若松健吾 | (株)東芝 |
| 大石高志 | (株)東芝 |
| 伊藤義康 | (株)東芝 |
| 川久保左記 | NPO法人ウェアラブル環境情報ネット推進機構 |
| 佐々木健 | 東京大学 |
| 板生清 | 東京理科大学 |
| 小林健太郎 | パナソニック電工(株) |
| 山口作太郎 | 中部大学 |
| 松原幸雄 | 日新電機(株) |
| 北城栄 | 日本電気(株) |
| 折橋正樹 | ソニー(株) |
| 長屋重夫 | 中部電力(株) |
| Thierry Caillat | Jet Propulsion Laboratory |
| 木皿且人 | (独)宇宙航空研究開発機構 |
| 津吉彰 | 神戸市立工業高等専門学校 |
| 菅原勝 | 美幌町役場建設水道部建設グループ |
| 藤井一宏 | 宇部興産(株) |
| 大塚敬 | 住友重機械エンバイロメント(株) |
| 儲仁才 | (株)小松製作所 |
| 戸田信一 | カワサキプラントシステムズ(株) |
| 鈴木亮輔 | 北海道大学 |
| 吉川信治 | (独)日本原子力研究開発機構 |
| 田中大輔 | (株)野村総合研究所 |
| Jihui Yang | Materials and ProcessesLaboratory, GM R&D Center |
| Francis R. Stabler | Future Tech LLC |
| 工藤博之 | (財)省エネルギーセンター |
| 長谷周一 | (株)三五 |
| 茂垣康弘 | (株)IHI |
| 上松和夫 | (株)IHI |
| 堀尾裕磨 | ヤマハ(株) |
| 東藤勇 | 苫小牧工業高等専門学校 |
| 浦家淳博 | 釧路工業高等専門学校 |
| 坂口直志 | 釧路工業高等専門学校 |
| 横山安弘 | 釧路工業高等専門学校 |
| 久角喜徳 | 大阪ガス(株) |
| 岸松雄 | セイコーインスツル(株) |
| 吉田和司 | パナソニック電工(株) |
| 守本純 | 防衛大学校 |
| 申ウソク | (独)産業技術総合研究所 |
| 西堀麻衣子 | (独)産業技術総合研究所 |
| 松原一郎 | (独)産業技術総合研究所 |
| 河本邦仁 | 名古屋大学 |
| Terry Tritt | Clemson University |
詳細目次
| |
| 第1章 熱電変換技術概論 |
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| 第2章 熱電変換材料 |
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| 第1節 | 熱電変換材料概論 |
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| 第2節 | 化合物半導体 |
| 1 | テルル化合物 |
| 1.1 | Bi2Te3系、CsBi4Te6 |
| 1.2 | タリウムテルライド |
| 1.3 | PbTe系、AgPbmSbTem+2 |
| 2 | 亜鉛アンチモン化合物 |
| 2.1 | 結晶構造、電子構造 |
| 2.2 | プロセス、熱電特性 |
| 3 | スクッテルダイト化合物 |
| 3.1 | スクッテルダイト・充てん系（シングル・ダブル）高温熱電特性 |
| 3.2 | プロセス－粒界・分散 |
| 3.3 | プロセス－高圧合成 |
| 3.4 | プロセス－高圧合成 ～マルチアンビル装置を用いた高圧合成～ |
| 3.5 | 低温物性・実験 |
| 3.6 | 電子構造、熱電特性第一原理電子状態計算による理論の立場から |
| 4 | クラスレート化合物 |
| 4.1 | タイプⅠ、Ⅱ、Ⅲ、ⅤⅢ 高温熱電特性 |
| 4.2 | 単結晶合成・低温物性 |
| 4.3 | 第一原理計算をベースとする熱電解析予測 |
| 5 | ホイスラー化合物 |
| 5.1 | 擬ギャップ系ホイスラー化合物 |
| 5.2 | ハーフホイスラー化合物 |
| 6 | シリサイド系材料 |
| 7 | 希土類近藤半導体 |
| 8 | ホウ素化合物 |
| 8.1 | B12正二十面体およびB16正八面体ホウ素化合物 |
| 8.2 | 希土類系ホウ素化合物 |
| 9 | クラスター固体 |
|
| 第3節 | 酸化物 |
| 1 | 電気導電性酸化物の基礎 |
| 2 | 熱電変換材料としての酸化物 |
| 3 | コバルト酸化物の結晶化学 |
| 4 | 熱電酸化物の構造と物性 |
| 5 | 熱電酸化物の新物質開発 |
| 6 | 高キャリアー濃度熱電酸化物の電子状態 |
|
| 第4節 | ナノ熱電変換材料 |
| 1 | 超格子 Bi2Te3系、SiGe系、PbTe系（理論・実験） |
| 2 | ナノワイヤ Bi系、Bi2Te3系 |
| 3 | 酸化物超格子 |
| 4 | バルク熱電変換材料におけるナノ組織の形成 |
|
| 第5節 | 有機物 |
| 1 | 有機熱電変換材料の合成 |
| 2 | 有機熱電変換材料 ～その開発の歴史と将来への期待～ |
| 3 | 有機・無機ハイブリッド |
| 4 | 有機熱電変換材料への期待と課題 |
| 5 | 有機熱電変換材料の産業界からの期待 |
|
| 第6節 | 計測 |
| 1 | 熱電変換材料の評価計測技術 |
| 2 | 薄膜熱伝導度 |
| 3 | ハーマン法 |
|
| 第3章 熱電モジュール |
|
| 第1節 | 概論 |
|
| 第2節 | 種類と構造 |
| 1 | 発電モジュール |
| 2 | カスケード型発電モジュール |
| 3 | ペルチェモジュールの種類と構造 |
| 4 | 薄膜マイクロ熱電素子 ～冷却機と発電機における現状～ |
| 5 | 体温発電用高集積化モジュール |
|
| 第3節 | 製作（接合・素子化） |
| 1 | 接合 |
| 2 | 酸化物熱電モジュール |
| 3 | 直接接合 |
| 4 | 化合物薄膜 |
| 5 | 酸化物系薄膜 |
| 6 | 繰り返し塑性加工による熱電変換材料創成 |
|
| 第4節 | 特性と評価 |
| 1 | 発電特性 |
| 1.1 | モジュール特性 |
| 1.2 | 評価技術 |
| 2 | ペルチェ冷却モジュールの冷却特性① |
| 3 | ペルチェ冷却モジュールの冷却特性② |
| 4 | 機械強度・劣化 |
| 5 | 熱電発電モジュールの熱サイクル特性評価 |
| 6 | 耐久性 |
|
| 第4章 開発と実用化 |
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| 第1節 | 熱電冷却への応用 |
| 1 | 電子冷暖房服の開発 |
| 2 | ヘアドライヤーへの適用－「ペルチェ式 nanoeシステム」の開発 |
| 3 | 自己冷却パワー半導体デバイス |
| 4 | 電子除湿器 |
| 5 | 電子実装技術と冷却技術 |
| 6 | 電子機器の熱対策 |
| 7 | 超伝導電流リード |
|
| 第2節 | 熱電発電応用 |
| 1 | 熱電発電 最近の歩み ～NEDOプロジェクト成果報告～ |
| 2 | 発電 |
| 3 | 宇宙での発電用熱電変換システム |
| 4 | 太陽光熱複合発電システム |
| 5 | 廃棄物燃焼炉－発電 |
| 6 | 下水汚泥の焼却処理熱利用 |
| 7 | 沸騰凝縮型熱電発電機 |
| 8 | コジェネシステムにおける応用 |
| 9 | 原子力発電設備の安全性向上への適用性検討 |
| 10 | 流体を用いた発電システム設計 |
| 11 | 熱電変換材料の自動車への応用 |
| 12 | 高速バス用熱電変換システムの開発 |
| 13 | 自動車の排気熱発電 |
| 14 | 変電設備での応用 ～変圧器模擬モデルでの検討～ |
| 15 | 抵抗加熱式工業炉での熱電発電 |
| 16 | プロジェクター光源排熱利用システム |
| 17 | 草津温泉における温泉熱発電システムの実用化 |
| 18 | モンゴルと鳥取県での温泉発電 |
| 19 | LNG冷熱を活用した熱電発電の可能性 |
| 20 | 燃料電池と熱電変換 |
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| 第3節 | 熱電発電微少領域への応用 |
| 1 | マイクロ発電 |
| 1.1 | 省電力無線通信の実証 |
| 1.2 | 触媒燃焼発電の実証 |
| 2 | 体温発電 ～時計への応用～ |
| 3 | 高性能赤外センサの可能性 |
| 4 | 薄膜センサへの応用 |
| 5 | ユビキタス分野での応用提案 |
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| 第4節 | 将来展望 |
| 1 | 熱電変換技術の将来展望 |
| 2 | 米国における熱電発電の応用 |
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