熱電材料の性能示す「ゼーベック係数」簡便に測定へ―測定時間10分の1に短縮、精度5倍に：産業技術総合研究所
(2017年11月22日発表)
（国）産業技術総合研究所は11月22日、熱電材料の性能を示す「ゼーベック係数」を簡単に精度よく測定できる手法を開発したと発表した。熱電材料の品質向上や新材料の探索・開発の促進が期待できるという。
熱電材料は熱エネルギーを電気エネルギーに効率よく変換できる特殊な合金や半導体で、材料の両端に温度差を与えると、内部の電子が移動し、温度差に応じた電圧が生じる仕組み。未利用の廃熱を電気に変換して利用するための材料として期待されている。
熱電変換の性能指標であるゼーベック係数は、温度差と、生じる電圧との比例係数を指す。優れた熱電材料の開発にはゼーベック係数を正確に求める必要があるが、その測定には試料の熱伝導率や放射率といった熱物性値が必要で、これまではその測定に高度な熱制御系を持つ複雑な装置を要し、長時間の手間がかかっていた。
産総研は今回、直流電流だけではなく交流電流を用いることで、熱物性値を測定せずに、ゼーベック係数を求める新たな測定手法を開発した。新手法は、両端に温度差を与えた試料に直流電流を流して試料の温度変化を測定し、次に交流電流を流して、温度変化に加えて電圧を測定する。直流・交流を流した際の温度変化の差と試料両端の電圧の測定値とから、一定の数式を使ってゼーベック係数を得る。
新手法により、従来1日がかりだった測定時間が10分の1以下に短縮され、10％程度であった精度が約2％と、5倍向上したという。
