塗るだけで発電する「ペンキ」の実現か

塗るだけで発電する「ペンキ」の実現か　と言う記事を見つけました

　温度差を電流に変えるゼーベック効果、電流で温度差を作り出すペルチェ効果は、小規模ではあるものの、現在さまざまな用途で使われている。ゼーベック効果は、熱機関の外側に素子を張り付けて発電するいわゆるエネルギーハーベスティング（環境発電）に役立ち、ペルチェ効果は可動部のない小型の冷却装置、例えばCPUのクーラーやワイン専用冷蔵庫などで使われている。

　ゼーベック効果とは、加熱によって、電子や正孔（キャリア）が発生し、半導体の異なる場所でキャリアの濃度が変化して起電力が起きる現象。発生する起電力は温度差に比例する。ゼーベック効果を利用するには、温度差のある部分に半導体材料を張り付ければよい。ゼーベック効果を使う製品が、熱電変換モジュールとして既に市販されており、数cm角程度のチップを入手できる。

　熱電変換モジュールの内部には熱電変換素子がずらりと並んでいる。熱電変換素子は、高温部の金属板1枚と低温部の金属板1枚、n型半導体とp型半導体からなる。低温部金属板と高温部金属板の間で、100個以上の熱電変換素子をn型－p型－n型－p型……と直列に接続することで熱電モジュールを構成する。

　このようにゼーベック効果を効率よく利用するには、1mm角程度の素子をすき間なくチップ内に並べなければならない。素子の数を増やせば、取り出せる電力は増えるが、微細加工が必要なことから、コストを引き下げにくい。

　ゼーベック効果を用いた熱電変換モジュールの制約を解き放つ技術が開発された。NECと東北大学は2012年6月18日、塗布プロセスを用いて温度差から電流を取り出す手法を開発したと発表した。小型の素子を大量に並べる既存の手法と比べて、塗布プロセスでは製造がたやすい。さらに、「塗布面積を増やすだけで取り出す電力を増加させることができる他、パイプなどの曲面や凹凸面に沿った形状にも対応しやすくなる」（NEC）。今回は液体を基板上に垂らして均一な膜を形成するスピンコート法を用いたが、今後、研究が進めば、ペンキのように塗ったり、スプレーで塗布するといった方法で発電層を形成できる可能性があるという

　まだ研究課題はありそうだが　将来的には期待できそう