エネルギー回収型発電用フレキシブル電気材料の人工ナノ歪制御技術の創製
【研究分野】電子・電気材料工学
【研究キーワード】
超伝導 / ナノひずみ / ナノ粒子 / 臨界電流密度 / 熱電材料 / ひずみ / 磁場中臨界電流 / 電子・電気材料 / エネルギー回収型発電用電気材料 / フレキシブル基板 / ナノ歪 / 電気材料
【研究成果の概要】
これまで特性低下要因であったひずみを積極的に母相内にナノスケールで導入する技術を確立し、フレキシブル電気材料の超伝導特性や熱電変換効率の飛躍的向上を目指した。2017年度には、化学ドーピングによる超伝導超伝導薄膜線材のc軸方向へのナノひずみ制御技術開発を行った。2018年度には、ナノ異相導入によるc軸方向へのひずみ制御技術の確立を実施し、ひずみが電気特性に及ぼす影響を明らかにした。2019年度には、「ナノ異相導入技術」と「ひずみ制御技術」を融合し電気材料の特性を飛躍的に向上に成功した。これまでの業績として査読付き学術論文17報、国際学会39件、国内学会29件、新聞発表9報で研究成果を発表した。
【研究の社会的意義】
超伝導や熱電変換材料などの電気材料は、発電機の効率向上や廃熱利用発電などエネルギーハーべスティングなど次世代電気エネルギーの中核となり得る。ただし、これらの応用に用いるには、超伝導では磁場中臨界電流密度、熱電変換では熱電変換効率が応用に必要とされる特性に至っていないという課題点が存在した。本研究成果では、ナノ構造制御によって酸化物超伝導や酸化物熱電変換薄膜にナノ異相を導入することで、超伝導では磁場中臨界電流密度、熱電変換では熱電変換効率を向上させることに成功した。この研究成果を活かした発電システムを開発することで、超伝導や熱電材料を用いた新たなエネルギー回収型発電システムが期待される。
【研究代表者】