热电转换材料、热电转换元件、使用热电转换材料获得电的方法以及输送热的方法技术

本公开提供一种热电转换材料，其具有由化学式Ba1‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电转换材料、热电转换元件、使用热电转换材料获得电的方法以及输送热的方法


[0001]本公开涉及热电转换材料、热电转换元件、使用热电转换材料获得电(电力)的方法以及输送热的方法。

技术介绍

[0002]当在热电转换材料的两端产生温度差时，产生与所产生的温度差成比例的电动势。热能被转换成电能的这种现象作为塞贝克效应为人所知。热电发电技术是利用塞贝克效应将热能直接转换成电能的技术。
[0003]如在热电转换材料的
中众所周知的那样，热电转换装置中所使用的热电转换材料的性能是通过性能指数Z乘以绝对温度T并无量纲化而得到的性能指数ZT来评价的。ZT是使用物质的塞贝克系数S、电导率σ以及热导率κ，采用ZT＝S2σT/κ来表示的。ZT越高，热电转换效率越高。
[0004]专利文献1公开了一种将Mg3(Sb，Bi)2作为母体的n型的热电转换材料。非专利文献1、2公开了能够稳定地合成(Ba，Sr，Ca)Mg2Bi2多元化合物的内容。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利第6127281号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1:A.F.May,M.A.McGuire,D.J.Singh,R.Custelcean and G.E.Jellison,Jr.,Inorganic Chemistry,50,2011,p.11127
‑
11133
[0010]非专利文献2:W.Peng and A.Zevalkink,Materials,12,2018,p.586
[0011]非专利文献3:H.J.Goldsmid,"Introduction to Thermoelectricity",Chapter3,2010
[0012]非专利文献4:J.Chen et al.,“First
‑
Principles Predictions of Thermoelectric Figure of Merit for Organic Materials:Deformation Potential Approximation”,Journal of Chemical Theory and Computation,8,2012,p.3338
‑
3347
[0013]非专利文献5:H.Wang et al.,in Thermoelectric Nanomaterials,ed.K.Koumoto and T.Mori,Springer,Berlin Heidelberg,vol.182,ch.1,2013,p.3
‑
32
[0014]非专利文献6:J.Yang,G.P.Meisner and L.Chen,Applied Physics Letters,85,2004,p.1140
‑
1142
[0015]非专利文献7:J.Yang et al.,“Material descriptors for predicting thermoelectric performance”,Energy&Environmental Science,8,2015,p.983
‑
994

技术实现思路

[0016]本公开的目的是提供新型的热电转换材料。
[0017]本公开提供一种热电转换材料，其是具有由化学式Ba1‑
a
‑
b
‑
c
Sr
b
Ca
c
K
a
Mg2Bi2‑
d
Sb
d
表示的组成的热电转换材料，
[0018]其中，满足以下数学式：
[0019]0.002≤a≤0.1、
[0020]0≤b、
[0021]0≤c、
[0022]a+b+c≤1、和
[0023]0≤d≤2，
[0024]并且，所述热电转换材料具有La2O3型的晶体结构。
[0025]本公开提供新型的热电转换材料。
附图说明
[0026]图1是表示(Ba，Sr，Ca，K)Mg2(Bi，Sb)2的晶体结构的示意图。
[0027]图2是表示本公开的热电转换元件的一例的示意图。
[0028]图3是表示具备本公开的热电转换元件的热电转换模块的一例的示意图。
[0029]图4是表示在实施例中制作的组成为Ba
0.5
Ca
0.48
K
0.02
Mg2Bi2的热电转换材料的衍射X射线强度分布的图。
[0030]图5是表示在实施例中制作的组成为Ba
0.5
Ca
0.48
K
0.02
Mg2Bi2的热电转换材料的塞贝克系数的温度依赖性的图。
[0031]图6是表示在实施例中制作的组成为Ba
0.5
Ca
0.48
K
0.02
Mg2Bi2的热电转换材料的性能指数ZT的温度依赖性的图。
具体实施方式
[0032]以下，对于本公开的实施方式，一边参照附图一边进行说明。
[0033]本公开的热电转换材料具有由以下的化学式(I)表示的组成。
[0034]Ba1‑
a
‑
b
‑
c
Sr
b
Ca
c
K
a
Mg2Bi2‑
d
Sb
d
ꢀꢀꢀ
(I)
[0035]其中，满足以下数学式：
[0036]0.002≤a≤0.1、
[0037]0≤b、
[0038]0≤c、
[0039]a+b+c≤1、和
[0040]0≤d≤2。
[0041]由式(I)表示的化合物，具有如图1所示那样的属于空间群P3
‑
m1的被称为La2O3型或CaAl2Si2型的晶体结构。La2O3型通常为α
‑
La2O3型。作为具有相同的La2O3型的晶体结构的化合物，已知有专利文献1所公开的将Mg3(Sb，Bi)2作为母体的n型热电转换材料。专利文献1的热电转换材料显示出在300K温度下为0.5且在700K温度下为1.5这样的高性能指数ZT。但是，在图3中作为例子而示出的热电转换模块中，期望能使用的温度区域以及热膨胀系数均为同等的p型材料和n型材料的组合。因而，要求发现能够与上述n型的热电转换材料成对的p型材料。本专利技术人构思到将(Ba，Sr，Ca)Mg2Bi2作为母体的材料。
[0042]非专利文献1、2公开了能够稳定地合成(Ba，Sr，Ca)Mg2Bi2多元化合物的内容。但是，为了使性能指数ZT提高所需要的能够进行载流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热电转换材料，具有由化学式Ba1‑
a
‑
b
‑
c
Sr
b
Ca
c
K
a
Mg2Bi2‑
d
Sb
d
表示的组成，其中，满足以下数学式：0.002≤a≤0.1、0≤b、0≤c、a+b+c≤1、和0≤d≤2，并且，所述热电转换材料具有La2O3型的晶体结构。2.根据权利要求1所述的热电转换材料，所述热电转换材料具有p型的极性。3.一种热电转换元件，是具备热电转换部的p型的热电转换元件，所述热电转换部具有权利要求1或2所述的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉置洋正，佐藤弘树，菅野勉，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：