熱電発電の世界を覆す新物質がユタ大学の研究者によって開発された。

鍋の熱で携帯電話の充電やジュエリーと肌の温度差でバイタルセンサを使用。
無毒のカルシウム・コバルト・テルビウムから作られている熱電材料で熱を電気に転換する。

熱電材料を使ってどうやって電気を作るのでしょうか。

二枚の基板に挟まれている黒い熱電材料の版。

Ca3Co4Ogの板を熱い物と冷たいも物の間にいれることで、熱い側の電荷が冷たい側に流れ、電圧が発生する。

このやり方では電気が温度差によって発生し、1度の温度差でも測定可能の電圧ができるそうだ。この材料が数ミリグラムあれば1ミクロワット程度の電気が作られる。

最近に開発されたためまだ解析中だが、概算では5グラムで1ワットの電気を作られると思われている。

(Ashutosh Tiwari)

熱電発電の必要性

現在の世界がまだ大幅に非再生可能エネルギー:天然ガス、石油や石炭に頼っている。

アメリカ(2013年データ)では発充電された97.4 quad英熱量の内、たった38.4 quadが実際に使用された。すなわち59quadsのエネルギーが徒労に終わった。この無駄のエネルギーを回収・使用する方法を見つければ未来の続可能な資源になれる。

その徒労に終わっているエネルギーの中には電気を起こしている時の発熱がある。発熱は大きなエネルギーの無駄の一つ、この熱を熱電材料で電気に転換できれば頼れる発電の方法になれるだろう。

熱電発電は可動部品、流体または他の複雑な機械なしで熱を直接に電気に転換する。しかし従来の熱電材料には有毒な物質、カドミウム、テルライドまたは水銀が入っていた。また、単結晶の作製に頼っていたため作製が難しく生産価格も高かった。

一方この新しい方法で使用する薬品の入手が(わりと)簡単だし、毒性のない素材で熱電材料が作製できる。

 

車が発生する熱で携帯電話の充電などをできる未来がだんだん近づいています。この発電方法をどんなふうに活用できるのか・この方法をしようしてどんなテクノロジーが開発されるのか楽しみですね。

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