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J-GLOBAL ID：201702253333556464   整理番号：17A0702340

全パラメータ最適化とエネルギー損失最小化統合によるテルル化ビスマス/スクッテルダイトセグメント化モジュールにおける12%の熱電変換効率の実現【Powered by NICT】

Realizing a thermoelectric conversion efficiency of 12% in bismuth telluride/skutterudite segmented modules through full-parameter optimization and energy-loss minimized integration

著者 (10件)： Zhang Qihao (State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 200050, China. [e-mail] [e-mail]) ,  Liao Jincheng ,  Tang Yunshan ,  Gu Ming ,  Ming Chen ,  Qiu Pengfei ,  Bai Shengqiang ,  Shi Xun ,  Uher Ctirad ,  Chen Lidong
資料名： Energy & Environmental Science  (Energy & Environmental Science)
巻： 10  号： 4  ページ： 956-963  発行年： 2017年 
JST資料番号： W2306A  ISSN： 1754-5692  CODEN： EESNBY  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 最近数十年では,種々の熱電(TE)材料の性能指数ZTを向上させる連続的に,固体状態TE技術は成熟しており,廃棄物産業熱を収集して有用な電力に変換するための有望な方法として実産業環境における衝撃の境界にあるとした。それにもかかわらず,実際のTEモジュールの開発はかなり低効率で足踏み状態である。これは種々の界面の結合時のエネルギー損失を最小化する効率的な統合技術の複雑なパラメータ最適化と利用に依存する合理的なモジュール構造を設計する緊急の必要性が高まっている。ここでは,セグメント化したTE発電装置の三次元数値解析モデル,温度依存材料特性と種々の寄生損失を考慮に入れたを示した。モデルは最大変換効率を実現するための予測性能と最適設計を生成する。開発した結合スキームと組立技術と組み合わせて,541°Cの温度差で作動させたとき,Bi_2Te_3ベース合金とCoSb_3ベース充填スクッテルダイトの分割モジュールは12%までの記録的効率で作製することに成功した。数値解析モデルと極めて低い熱及び電気的損失に基づいた合理的な構造設計は,TE材料自身に基づく理論効率の最大96.9%に達する熱電気変換効率を可能にした。これらの知見は,TE材料の固有特性に基づいてTE発電装置のための最適化戦略の重要性を強調し,予測高効率と高いパワー密度を持つ現実的な高温TEモジュールを作製できることを実証し,これは大規模TE応用における高い変換効率を達成するために有用な指針を提供する。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】

シソーラス用語： 最適設計 ,  モジュール構造 ,  性能指数 ,  数値解析 ,  発電設備 ,  *最適化 ,  *エネルギー損失 ,  *熱電気変換 ,  温度依存性 ,  *セグメンテーション ,  予測
準シソーラス用語： 電力密度 ,  *変換効率 ,  *スクッテルダイト ,  *パラメータ最適化 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： エネルギー変換装置  (LC01020U) ,  熱電デバイス  (NC03090J)

タイトルに関連する用語 (9件)： パラメータ最適化 ,  エネルギー ,  損失最小化 ,  統合 ,  テルル化ビスマス ,  スクッテルダイト ,  セグメント化 ,  モジュール ,  熱電変換