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米国立標準技術研究所、従来より効率的に熱を電気に変換する手法

著者: nagazou
2023年5月25日 15:03
米国立標準技術研究所(NIST)は19日、熱を電気に変換するための新たな手法を開発したと発表した。熱を電気に変換する手法は、1820年初頭にドイツのトーマス・ゼーベック氏が初めて発見したゼーベック効果がしられている。ゼーベック効果は熱エネルギーを電気として再生する上で理想的な仕組みだったが、熱の伝導性を抑える必要性と電気の伝導性を高める必要性があったものの、熱伝導率と電気伝導率は相関することから両立できなかった(NISTリリースPC Watch)。

このコロラド大学のマフムート・フセイン氏らが開発した新たな手法では、ナノピラーで覆われた薄膜構造を用いることで、シリコンシートの電気伝導率を下げることなく、シリコンシートの熱伝導率を21%減少させることに成功したという。この技術が完成すれば、米国内で毎年約1,000億ドルの割合で浪費されている熱エネルギーの一部を回収できる可能性があるとしている。

ogino 曰く、

温度差を電気エネルギーに変えるゼーベック効果は、温度差を維持するためには熱伝導率が低いことが望ましく、電気を効率的に取り出すには電気伝導率が高いことが望ましいが、通常二つの伝導率は相関するので、難しい。
そこでシリコンに窒化ガリウムの「ナノピラー」を生やすことで改善するとのことだが、びっしり覆われていると、どうしてもピラー(柱)ではなく、毛にしか見えない。

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