【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AE0025

利用課題名 / Title

BaTiO₃系強誘電体材料を用いた熱電材料の探求と発電機構の解明に関する研究

利用した実施機関 / Support Institute

日本原子力研究開発機構 / JAEA

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

Energy Harvesting,Ferroelectric,Perovskite,X-ray absorption fine structure

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

田中 裕久

所属名 / Affiliation

関西学院大学　工学部

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

平谷尚紀,泉椋介,高巣結仁,渡部智暉,中村絃希,三輪航平

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes

松村大樹,辻卓也

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AE-006：エネルギー分散型XAFS装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

我々は、200 ℃以下の低品位廃熱の回生を目標として、BaTiO₃系ペロブスカイト型強誘電体の焦電効果を利用した熱・電場サイクル発電の研究に取り組んでいる。先行研究で、高酸素濃度下でのアニール処理が発電性能の向上に寄与することが示された。本研究ではXAFS解析を用いて、局所構造の変化を観察し、発電性能向上の要因を調査した。

実験 / Experimental

本研究では、高酸素濃度下でのアニール処理が発電性能の向上に寄与する要因を明らかにすることを目的とする。No. 1(SPring-8, BL14B1) XAFS装置を用いて、透過法でのXAFS測定を室温・大気雰囲気下において実施し、入射エネルギーにはTi K-edge(4966 eV)を使用した。測定試料として、アニール処理を施していないBaTiO₃ (以下、アニール無し)と、50%O₂雰囲気下でアニール処理を施したBaTiO₃ (以下、50%O₂)の2種類のXAFSスペクトルを測定した。

結果と考察 / Results and Discussion

吸収端前後において、吸収端前ではアニール無しと比較して50%O₂試料のピーク強度が低下しており、吸収端後の振動スペクトルでは、50%O₂試料の方が山と谷の振れ幅が増大していることが確認された。この結果は、酸素空孔の補填により、TiO₆八面体の対称性が向上し、その影響が構造全体に反映されていることを意味している。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

外部競争的研究資金：本研究は、JST SICORP、JPMJSC21C3 の支援を受けたものです。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件