爲實施利用各種資料的超智慧社會，預計近些年IoT設備將呈放大性增長，亟需開發向大量IoT設備供電的小型獨立電流源。利用溫差的熱電發電作爲其中一項重要發電技術備受期待。不過，以往的焦熱電材料含稀有元素和有毒元素，爲了作爲利用環境中的微小溫差發電的獨立電流源實施大規模普及，需要開發同時具備環境協調性、抗氧化性和機械特性，且能在從室溫到200℃的低溫範圍内獲得高輸出的高性能熱電發電模組。而要想開發熱電發電模組，需要提高不含稀有元素和有毒元素的焦熱電材料的性能，並確立可靠的接合技術和能量產的模組化技術。
圖1左）此次開發成功的鐵-鋁-硅系熱電發電模組 (1cm見方) ，中間-右爲IoT設備試製品（内置溫溼度感測器和BLE通訊設備、利用溫差驅動的獨立電流源系統）和工作情況
日本的新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）、物質材料研究機構、愛信精機公司及國立大學法人茨城大學合作，從2018年度開始推進旨在提高鐵-鋁-硅系焦熱電材料的性能並使之實施模組化的技術發展專案。
此次，這4家機構和企業成功提高了鐵-鋁-硅系焦熱電材料的性能，獲得了能利用低溫熱源驅動IoT設備和實施BLE通訊的發電量，並全球首次開發出了使用這種焦熱電材料的小型熱電發電模組。這種熱電發電模組僅利用能輕鬆獲得的通用的元素構成，因此，與以前那些利用鉍-碲系化合物的熱電發電模組相比，有望將焦熱電材料的費用大幅削減至1/5以下，預計能降低模組整體的製造成本並實施量產化。另外，新模組的熱穩定性和耐久性也非常出色，有望在開發與各種IoT設備組合使用的獨立電流源一體型系統方面取得重大進展。
上述機構和企業計劃透過此次的成果向將來預計會增加的IoT設備供電，使利用低溫範圍（室溫至200℃）的微小溫差的獨立電流源實施全面普及並推進社會應用。
相關研究成果將在2019年8月29日至30日於東京有明國際會展中心舉行的「創新日本2019」上，與IoT設備的試製品共同展出。
文：JST客觀日本編輯部翻譯整理
