北海道大學太田裕道教授等人的研究團隊與大阪大學合作，開發出了一種通過量電流讓熱容易傳導的元件。該元件使用了實用性很強的固體材料，可以大幅改變熱導率。如果能夠自由切換目前被廢棄的相對低溫餘熱的傳導方向，新開發的元件就能有效應用於加熱水等實際用途。
在鍍鉑黑色玻璃板上設置了熱電晶體（供圖：北海道大學太田裕道教授）
透過傳導電流來改變熱導率的元件被稱爲「熱電晶體」。利用這類元件如果能夠巧妙地引導熱量流動，就能與儲熱技術等相結合，有效利用攝氏100～300度左右的廢熱。此前傳統熱電晶體使用的是液體材料，存在蒸發或有毒液體泄漏的風險，不適合實際應用。
北海道大學於2023年開發出了世界上首個不使用液體的全固態熱電晶體。此次研究又進一步使用鎳和鑭的氧化物作爲材料，將開關開合時的熱導率差值擴大到了原先的1.5倍。
即使開關反復開合7次，元件的導熱性能也沒有變化，所以估計能夠保持良好的耐久性。但此次開發的元件還只能在攝氏250度及以上的溫度條件下切熱交換導率。未來研究團隊將對其進行改進，使其能夠在更低溫度條件下動作。
如果可以透過切換熱電晶體的開關來改變熱導率，就可以控制熱傳導的方向。此外，如果可以切換熱傳導方向，新開發的元件就能應用於製造熱水、菜餚保溫等實際用途，從而有效利用熱量。
原文：《日本經濟新聞》、2024/7/30
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Advanced Functional Materials
論文：Solid-State Electrochemical Thermal Transistors
DOI：doi.org/10.1002/adfm.202214939
