Sustainable thermoelectric materials; Utilizing Fukushima weathered biotite via molten salt treatment

持続可能な熱電材料; 溶融塩処理による福島風化黒雲母の利用

本田 充紀   ; 金田 結依 ; 村口 正和*; 早川 虹雪*; 小田 将人*; 飯野 千秋*; 石井 宏幸*; 後藤 琢也*

Honda, Mitsunori; Kaneta, Yui; Muraguchi, Masakazu*; Hayakawa, Kosetsu*; Oda, Masato*; Iino, Chiaki*; Ishii, Hiroyuki*; Goto, Takuya*

本研究は、希少かつ有毒な物質から得られる従来の熱電材料に代わるものとして、福島風化黒雲母(WB)を利用することを検討したものである。WBは粉砕、分級、溶融塩処理による熱処理を経て650Cから850Cの範囲で半導体に類似した導電性を示す結晶を生成した。WBと得られた結晶の電気伝導度とゼーベック係数を評価した結果、高温熱電応用への可能性が示された。その結果、WBは無次元特性値(ZT)0.015を達成し、650Cを超える熱電材料としての可能性を示した。

This study examines the utilization of Fukushima weathered biotite(WB)as an alternative to conventional thermoelectric materials traditionally derived from rare and toxic substances. WB underwent milling, classification, and subsequent heat treatment via molten-salt treatment to produce crystals exhibiting conductivity akin to semiconductors within from 650C to 850C range. Evaluation of WB and the derived crystal's electrical conductivity and Seebeck coefficient showcased their viability for high-temperature thermoelectric applications. Consequently, WB attained a dimensionless figure of merit (ZT) of 0.015, signaling its potential as a thermoelectric material that surpasses 650C.