熱ふく射(thermal radiation)は物質における荷電粒子の熱振動に起因する電磁波であり,工業的にも身近にも得やすいエネルギーであるが,そのままではPlanck分布の及ぶ広い波長域に分散し,また,指向性が弱いぼんやりしたふく射である.そのため,レーザーの場合のように特定の波長にそのエネルギーを集中して工学的な機能を発揮させるためには有効でないことが多かった.本研究は,この熱ふく射を特定の波長帯域のふく射が強調されるスペクトル機能性のふく射に変換し制御する技術の開発をめざすものである.電磁波動論・分光学・固体物性論・伝熱工学を基礎として分光熱工学の実験・理論研究を行い,エネルギー工学と生活環境工学のために有効なハードシステムの実現をめざす.牧野・若林・松本は,(1)薄膜系の放射ふく射の干渉と(2)薄膜系のふく射放射理論を検討し,(3)薄膜系エミッターの試作を行った.さらに,(4)表面の鏡面反射率・半球反射率・指向放射率のスペクトルの同時測定法を提案し,(5)熱ふく射に関するKirchhoffの法則を電磁波のレベルで実験的に検証した.また,牧野は,本研究を総括する視点に立ち国内の講演会や国際会議において本研究に関する多くのKeynote講演などを行った.吉田は,スペクトル機能性ふく射を用いる熱・光起電力発電システムを熱システム工学的に検討した.花村は,(1)矩形マイクロキャビティによる放射率の波長制御に関する分光実験・計算を行い,(2)近接場光によるナノギャップ発電に関する実験装置を設計し,(3)GaSb光電変換素子を自らの実験室において試作した.山田は,(1)薄膜系エミッターからの放射ふく射の計算と(2)人体の皮膚の反射に関する分光実験・計算を行い,(3)色素増感太陽電池の改良を検討した.
1 0 0 0 OA 希土類ドープによる近赤外ふく射機能性釉薬の開発と高効率熱光起電力発電への展開
- 著者
- 熊野 智之 花村 克悟
- 出版者
- 神戸市立工業高等専門学校
- 雑誌
- 若手研究(B)
- 巻号頁・発行日
- 2010
熱光起電力発電への展開を念頭に置き、セラミックスの近赤外領域における放射率を希土類元素を用いて選択的に向上させる実用的な技術の開発を行った。具体的には、多結晶アルミナ基板上に、エルビウムをドープした釉薬を形成させ、1000℃での放射特性を実験的に明らかにした。本研究は、釉薬を応用し、また塗布方法として基板埋没法を提案し、かつ釉薬の薄膜化について検討したという点で独自性に富んでおり、従来にない興味深い結果が数多く得られた。