【材料】NIMSなど、電流による冷却や熱での発電が可能な「熱電永久磁石」を開発 [すらいむ★]

**すらいむ ★** · 2023/12/02(土) 23:17:11.37

NIMSなど、電流による冷却や熱での発電が可能な「熱電永久磁石」を開発

　物質・材料研究機構(NIMS)と科学技術振興機構(JST)の両者は11月30日、電流と熱流がそれぞれ直交する方向に変換される「横型熱電変換」の性能を磁場や磁性によって大幅に向上できることを実証し、さらに熱電材料と永久磁石を複合化することで、電流を流すことで冷却したり、熱から発電したりできる新たな機能性材料「熱電永久磁石」の開発に成功したことを共同で発表した。

（以下略、続きはソースでご確認ください）

マイナビニュース　2023/12/02 08:01
https://news.mynavi.jp/techplus/article/20231202-2830936/

論文
Hybrid Transverse Magneto-Thermoelectric Cooling in Artificially Tilted Multilayers
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202302375

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 05:58:34.42

熱電素子と永久磁石の組み合わせかあ

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 06:54:48.98

難しくて結局何ができるの

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 07:07:31.60

>>3
冷風の出る扇風機が作れる。
熱エネルギーを今までは水蒸気とかに変えてタービン回してコイルで発電してたけど、熱から直で発電できるようになる。
だから水蒸気に変えてタービンで回転エネルギーに変換してーって感じのプロセスがなくなるから、変感じに出るエネルギーの損失が減る。
つまり、この技術を発展させて効率化が進めば発電効率が今の火力発電所より上がる可能性がある。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 07:56:28.93

サーバーの熱も　これで取り去って発電できるんだろうか？

工場から出る排熱とかにも？

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 08:14:21.62

> さらに熱電材料と永久磁石を複合化することで、電流を流すことで冷却したり

日本語おかしくね

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 08:36:07.52

>>4
>冷風の出る扇風機
これは結局廃熱必要だから、今までと大差なくない？
ペルチェクーラーとかと同じだし

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:00:14.81

ペルチェ素子は電流の方向と熱勾配の方向が同一だから配線が面倒
電流と熱勾配が垂直な素材は、積層材の斜め切り出しという形でできるのは分かってたけど
磁場を適切に印加することで効率が高まることが分かった
さらに永久磁石を積層材に用いれば外部から磁力印加しなくてもいいカンジ

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:10:36.56

エアコンの室外機が必要なくなるんだよ。
すごいことだよ。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:16:45.54

>>9
それは違う

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:17:46.71

効率的だったり省スペース静音の加熱/冷却素子ができそうって話であって
排熱はあるから室外機の形でないとしても放熱部はいるぞ

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:24:24.79

>>10

「電流を流すことで冷却したり、熱から発電したり」
　できるんだから、フロンガスのような媒介が不必要
になるんだろ。室外機は不要になるだろう。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:28:35.18

文字道理の壁空調とか作れるかもしれないけど、
ヒートポンプより高効率になる可能性あるの？
熱電材料の理論限界とか知らないが

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:29:31.23

熱交換器より効率いいなら小型のエアコンとか出そうだけど
でも熱交換器の効率を超えるのは並大抵ではないぞ

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:31:39.78

熱そのものから起電力を得られるのは朗報だわ。

既に熱電対とかあるけど、どう違うの？
温度差が非常に小さくて済むとか？

海水面の温度と水深数ｍぐらいの温度差で
そこそこの電力を発電できたら凄いよな。

大型船なら、喫水位置の温度と船底付近の温度差で
発電できるじゃん？　それと太陽電池パネルによる
電力を合わせると、船の総合燃費は下がるね。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:33:32.42

>>12
では排熱を室内から室外へどうやって運んでどうやって放熱しきる気だね？
冷媒無しで運べるとでも？

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:34:06.05

>「電流を流すことで冷却したり、熱から発電したり」

これを文字通りに解釈すると、地球温暖化によって
上がった気温で発電して、その発電で大気を冷却する
仕組みを作れば地球温感化を防止できるんだぜ。
すごいよ。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:34:49.34

>>15
発電そのものは既に可能
2000℃の温度差で効率40％っていう光熱電素子がある

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:35:50.88

それ、作った電力をレーザーにして宇宙へ放熱とかしないとだめだぞ？

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 09:37:53.41

>>16
>排熱を室内から室外へどうやって運んで

電流を流すことによって冷却するんだから
排熱なんて出ないだろ。
まあ仮に排熱が出たとしても今までのガスの膨張を
利用するエアコンに比べたら排熱を誘導管で
外に流せば済むんだから室外機は不要になる。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 10:00:06.95

せめて元記事を読んだ方が良いと思う

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 10:22:50.77

ペルチェよりは効率いいんかね？

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 10:37:21.94

横型として効率上げたって記事だし
素子単体の熱効率というより、装置全体の配置の自由度が上がるよねって話にきこえる

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 10:39:04.29

>>20
元記事読むとペルチェと似たような結果になるけど、よりも高耐久低コストだけどまだ非効率、って感じだから、室外機解放とは全く関係なさそうだけどね

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 11:09:52.87

積層した上に磁場で電子を無理やり動かして効率を上げたぜ。って話なんかね？
結局冷やすか温めるなら熱を捨てる場所はいるし、発電なら温度差は要るでしょ。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 11:16:42.65

リカチョン中指老婆猿　なーも分からず、直接関与せず

今夜も凍てつく晩に予想外再活動せいの炎を持て余す
熱制御制御棒来て～ん、ときんもいツイートレンコリ中指

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 11:32:25.98

電流を流して温度を上げ下げするのは、ヒートポンプではないから、いわゆる室外機は不要なのではないか？
あえて言えば、発電機が室外機

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 11:56:08.15

>>15
>海水面の温度と水深数ｍぐらいの温度差で
>そこそこの電力を発電できたら凄いよな。

熱機関の効率の上限を知らないのは、わかった

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 12:34:45.73

ま、要するに熱の動きと電子の動きを直交させられる仕組みが電磁石の中に出来上がってて、あんたは温度差と電位差のどっちを選ぶ？
ってことね

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 12:39:10.36

温度差が欲しけりゃ電位差を作りなさい
電位差が欲しけりゃ温度差を作りなさい

太陽光パネルの代わりに宇宙で使おうね
軌道エレベーターで連結して赤道上の砂漠に吸熱部を、宇宙の暗い側に放熱部を

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 13:00:18.28

高効率のベルチェ素子的なモノができたってこと？
電力を有無にはやはり温度差が必要なのかな？
人工衛星のソーラーパネルの補助や
原子力電池に使えるか

個人的には金星探査に長期で冷却し続けるようなモノがいいな～
金星のライブカメラとか探査車とか見たくない？

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 13:46:08.38

新材料「熱電永久磁石」が熱マネジメント技術の新たな可能性を切り拓く

~磁気によって横型熱電変換を高性能化~
https://www.nims.go.jp/news/press/2023/11/202311300.html

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 13:55:29.39

大きな磁気熱電効果を示すBi88Sb12合金と大きなペルチェ効果を示すBi0.2Sb1.8Te3合金を用い、人工傾斜型多層積層体を焼結法により作製

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 14:39:41.50

これはでかい、冷媒なしに冷却システムができれば耐久性が飛躍的に向上する。
リニアの冷却にも使えそうかな。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 16:37:20.70

問題は効率だよね

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 22:52:30.09

これタイトルが悪いよね
そんな素子は今まででもあったわけで
その効率を上げられそう、っていう研究でしょ？

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 23:22:29.35

>>28

うるへえわ！　スターリングエンジンを改良しろや。

**名無しのひみつ** · 2023/12/03(日) 23:27:06.77

電熱線がジュール熱を出すのを逆にした
吸熱するデバイスが出来た訳ではない

そんなものが出来たら物理学が根底から
ひっくり返るだろう？

**名無しのひみつ** · 2023/12/04(月) 05:24:17.70

熱音響発電ってあります。

**名無しのひみつ** · 2023/12/04(月) 09:21:33.26

>>27
電流を流して吸熱する面と放熱する面を作るので、何らかの方法で放熱面の熱を室外に放出しないと室内ではプラマイゼロ（ジュール熱の分温度上昇）。

https://youtu.be/ZNOqFKVrKGE

**名無しのひみつ** · 2023/12/04(月) 09:36:15.67

効率が良くなきゃ意味無いやろ？

**名無しのひみつ** · 2023/12/04(月) 10:01:16.67

>>37
上限が超えられたら、第二種永久機関だぞwww

**名無しのひみつ** · 2023/12/04(月) 18:55:41.31

ガッチャマン時空、マントル計画の端緒であるｗ

**名無しのひみつ** · 2023/12/06(水) 20:21:54.20

>>15
熱から直接起電力を得られたとしても熱力学第二法則からは逃れられないから熱効率は大して改善されなさそう

**名無しのひみつ** · 2023/12/08(金) 22:25:23.50

https://i.imgur.com/YK8FagF.jpg