(Flexible Material Shows Potential for Use in Fabrics to Heat, Cool)
2020/7/2 ﾉｰｽｶﾛﾗｲﾅ州立大学(NC State)
・ NC State が、フレキシブルなカーボンナノチューブ(CNT)フィルムの熱電特性の最適化に成功。着用者の身体をオンデマンドで暖めたり冷やしたりする次世代スマートファブリックとしての利用が期待できる。
・ 数週間空気に曝されても特性を維持できるよう、高温度が不要な比較的シンプルなプロセスを用いて同 CNT フィルムの熱的・電気特性を最適化。身体温度を調整できる衣類の研究では、布地に硬い材料を取り入れるものが多く、市販のウェアラブル熱電デバイスは柔軟性に欠ける。
・ CNT は外部から電流が加わると身体の熱を逃がして冷やす特性を有し、片面が冷却、もう片面が保温の機能を持つ一枚のフィルムのような働きをする。同材料の伝熱性は比較的低く、熱が身体に容易に戻らない。また、熱は電流と共に移動して身体を暖めて外に逃げない。
・ 本研究の重要な点は、最高の熱電性能の達成ではなく、同材料で電流が移動する方向の伝熱性のより正確な測定と、同材料の温度勾配を利用した発電能力の調査により、フレキシブルでソフトな電子材料として利用可能な材料を作製したこと。
・ 最終的なビジョンは、着用者の体温調節とエネルギーハーベスティングが可能なスマートファブリックの開発。空間の冷暖房の代わりに身体周辺のパーソナルスペースを暖め・冷やすことで、エネルギー消費量を大幅に低減できると考える。
・ 本研究は、米国立科学財団(NSF)および NC State Chancellor’s Innovation Fund が支援した。
URL: https://news.ncsu.edu/2020/07/flexible-material-shows-potential-for-heating-cooling/
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
ACS Applied Energy Materials 掲載論文(アブストラクトのみ：全文は有料）
In-plane Thermoelectric Properties of Flexible and Room Temperature Processable Doped Carbon
Nanotube Films
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.0c00995
Abstract
Soft materials with high power factors (PFs) and low thermal conductivity (κ) are critically important for integration of thermoelectric (TE) modules into flexible form factors for energy harvesting or cooling applications. Here, air stable p- and n-type multiwalled carbon nanotube films with high PFs (up to 521 μW/m K2) are reported, with n-type doping carried out in a facile two-step process. The maximum figures of merit (ZTs) of p-type and n-type CNTs are obtained as 0.019 and 0.015 at 300 K, respectively, with all three transport properties—Seebeck coefficient, electrical conductivity, and κ—measured in-plane, providing a more accurate ZT. Using time-domain thermoreflectance, we report a fast and non-contact measurement of κ without complex microfabrication or material processing. Moreover, there is no material mismatch between the p- and n-type legs of the TE module. Such materials have the potential for widespread applications in inexpensive and scalable wearable energy harvesting and localized heating/cooling.
