◆発表のポイント
- カーボンナノチューブ（CNT）紡績糸（CNT紡績糸）を用いて、低温域で高い熱電性能を実現しました。
- CNT紡績糸を高結晶化し、効率的に半導体材料中の自由電子の数を増加させるn型ドーピングを行う手法を開発しました。
- 開発した手法を用いて、π型の熱電変換モジュールの作製と低温域動作に成功しました。
岡山大学大学院自然科学研究科の亀高諄大学院生（研究当時、現・ローム株式会社）、岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域（工）の鈴木弘朗研究准教授、西川亘助教、林靖彦教授らは、東京工業大学のSergei Manzhos准教授、Southern University of Science and Technology（中国）のAung Ko Ko Kyaw准教授と共同で、CNTを無数に束ねた糸である「CNT紡績糸」を高結晶化する通電加熱処理とn型ドーピングのプロセス開発によって、低温域（150℃以下）での高い熱電変換性能を実現しました。本研究成果は、2024年3月12日にWiley社発行の学術雑誌「Small Methods」に掲載されました。
低温で動作する熱電変換素子は、工場や車体の排熱や人体の熱などの未利用で捨てられていた日常生活で発生する温度帯の低温排熱を有効活用するエネルギーハーベスティング技術に必要不可欠です。これまで、Bi2Se3などの無機材料が低温域での熱電変換材料として検討されてきましたが、毒性や加工性、柔軟性の低さが問題になっていました。一方でCNT紡績糸は超軽量でフレキシブル性や人体適合性をもち、かつ低温域で熱電変換が可能なことから、次世代のInternet of Everything（IoE）デバイスへの応用や宇宙ステーションなどの極限環境での利用が期待できます。本研究で高い熱電変換性能をもつCNT紡績糸を実現したことで、これらのIoEシステムの高度化や熱電変換素子の応用範囲の拡大と普及に大きく寄与します。
◆研究者からひとこと
| 研究室に所属してからCNTについて勉強し、3年間の研究成果を論文に残せたことを大変嬉しく思います。助言してくださった教員の方々には感謝申し上げます。（亀高） 多くの学生や共同研究者の協力があっての成果です。地道な実験を繰り返すことがブレイクスルーのきっかけを生むのだと改めて実感しました。（鈴木） |  亀高大学院生 （現・ローム株式会社） |  鈴木研究准教授 |
■論文情報
論 文 名：N-DMBI Doping of Carbon Nanotube Yarns for Achieving High n-Type Thermoelectric Power Factor and Figure of Merit
掲 載 紙： Small Methods
著 者： Hiroo Suzuki*, Jun Kametaka, Shinya Nakahori, Yuichiro Tanaka, Mizuki Iwahara, Haolu Lin, Sergei Manzhos, Aung Ko Ko Kyaw, Takeshi Nishikawa, and Yasuhiko Hayashi*
D O I： 10.1002/smtd.202301387
U R L： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smtd.202301387
■研究資金
本研究は、科学研究費助成事業基盤研究（B）（JP21H01371）の支援を受けて実施しました。
＜詳しい研究内容について＞
工場や車体の排熱を電気に変える！高い熱電変換性能と安定性を持つ「n型カーボンナノチューブ糸」の作製に成功
＜お問い合わせ＞
岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域（工）
研究准教授 鈴木弘朗
教授 林靖彦
（電話番号）086-251-8133（鈴木）
（FAX）086-251-8133（鈴木）