産業技術総合研究所の後藤陽介主任研究員らは島根大学で、温度差と電流の向きを直交させることのできる特異な熱電材料「ゴニオ極性材料」の開発に成功した。この研究成果をもとに、今後、より高性能な新材料の発見が期待される。

これまでの熱電モジュールは熱流と発電⽅向が同じ縦型構造であり、発電時に⾼温熱源と接触した電極界⾯において元素拡散などの反応が⽣じて劣化していた。そのため、耐久性に課題があった。

研究グループは、キャリア密度を精密に制御した「Ｍｇ₃Ｓｂ₂」と「Ｍｇ₃Ｂｉ₂」の単結晶を作製。熱流と発電⽅向が直交する横型熱電モジュール実現につながる極めて特異な性質「ゴニオ極性」を発⾒した。

横型熱電モジュールは、⾼温部に電極が不要な構成であるために熱劣化が起きにくく、従来型モジュールのボトルネックである耐久性の課題を抜本的に解消できると期待されるという。

後藤研究員らは「バンド異⽅性に注⽬し類縁化合物へと材料探索を展開することで、ゴニオ極性材料を⽤いた⾼性能な横型熱電モジュール実現を⽬指す」としている。