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学生コラム「ISTラウンジ」

本研究科在学生のコラムです。日頃の学生生活の中で感じたことや考えたことなど,さまざまな話題をお届けします。

熱電変換材料で世界は変わる

写真:丸藤 剛大さん

生命人間情報科学専攻
先端生命機能工学(協力講座)
バイオナノマテリアルズ研究室 修士課程1年
遠藤 賢司
(宮城県仙台市出身、2014年度入学)

私の所属する「バイオナノマテリアルズ研究室」は、従来セラミックスとして扱われる機能性酸化物をパルスレーザー堆積法とよばれる技術で薄膜化し、そのポテンシャルを最大限に引き出して世の中の役に立つデバイス材料の開発を目指しています。

私の研究は、熱電変換材料といわれる熱を電気に変える材料の性能を極限まで高めることで、小さな温度変化から大きな熱起電力を得ることを目標としています。この研究では、ペルチェ素子と呼ばれる電流を流すことで温度差の生まれる素子を使って材料に温度差を生じさせて、熱起電力を計測します。大きな熱起電力を得るためには工夫が必要であり、様々な材料を組み合わせてデバイス構造を作製し、電界効果や化学ドーピングなどを行うことでより高い熱起電力を生みだすことが可能になります。

近年、多くの先進国や中国・インドといった人口の多い発展途上国は、化石エネルギーに依存しており、それによって環境破壊や異常気象といった大きな害をもたらしています。わずかな温度差を電気に変えることが可能になれば、火力発電や原子力発電、車のエンジンなどから発生する余分な熱エネルギーを電気エネルギーへと変換し、再利用することができます。現段階では、熱電変換材料のエネルギー変換効率は、太陽光発電や風力発電といった再生可能エネルギーを利用した発電方法に劣りますが、研究・開発の発展により高いエネルギー変換効率が期待できる将来性のある材料です。

私たちの研究室は、今年度が2年目のまだ新しい研究室で人数も少ないですが、個性的なメンバーに恵まれ楽しい日々を送っています。学会・研究会の参加も意欲的に行い、4年生から大きな学会で登壇発表を行うなど、非常にハイレベルな研究を行っています。また、レクリエーション活動も活発で、うに丼ツアーや釣り・紅葉狩り、ウィンタースポーツといった季節に合わせた旅行もあり、充実した日々を送っています。

(2014/07/23)

写真1:熱電能計測の様子 写真2:秋のフライフィッシング
写真1:熱電能計測の様子 写真2:秋のフライフィッシング

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