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公開番号2025109029
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-24
出願番号2024002677
出願日2024-01-11
発明の名称積層型熱電変換装置、熱電変換モジュール、熱化学電池、および熱電センサー
出願人国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人フィールズ国際特許事務所
主分類H10N 15/00 20230101AFI20250716BHJP()
要約【課題】出力電圧を増大させることが可能な積層型熱電変換装置、熱電変換モジュール、熱化学電池、および熱電センサーを提供する。
【解決手段】
本発明の一の態様によれば、積層された3枚以上の電極11A～11Cと、電極11A、11C間および電極11B、11C間に介在し、電極11A～11Cに接し、かつレドックス対を含む電解液12と、を備える、積層型熱電変換装置10が提供される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
積層された３枚以上の電極と、
各前記電極間に介在し、前記電極に接し、かつレドックス対を含む電解液と、
を備える、積層型熱電変換装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
隣り合う前記電極間の距離が、それぞれ、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、請求項１に記載の積層型熱電変換装置。
【請求項３】
各前記電極間に介在し、かつ前記電解液が前記電極に接するように前記電解液を保持する保持部材をさらに備える、請求項１に記載の積層型熱電変換装置。
【請求項４】
各前記電極間に介在したゲルをさらに含み、前記ゲルが前記電解液を含む、請求項１に記載の積層型熱電変換装置。
【請求項５】
２以上の請求項１に記載の積層型熱電変換装置を備え、２以上の前記積層型熱電変換装置が直列接続されている、熱電変換モジュール。
【請求項６】
２以上の請求項１に記載の積層型熱電変換装置を備え、２以上の前記積層型熱電変換装置が並列接続されている、熱電変換モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の積層型熱電変換装置あるいは請求項５または請求項６に記載の熱電変換モジュールと、
各前記電極間に温度差を付与する温度差付与機構と、
を備える、熱化学電池。
【請求項８】
前記温度差付与機構が、前記電極の積層方向において、前記電極のうち最も外側に位置する２枚の前記電極の一方を加熱する加熱機構を備える、請求項７に記載の熱化学電池。
【請求項９】
前記温度差付与機構が、前記電極の積層方向において、前記電極のうち最も外側に位置する２枚の前記電極の一方を冷却する冷却機構を備える、請求項７に記載の熱化学電池。
【請求項１０】
請求項１に記載の積層型熱電変換装置あるいは請求項５または請求項６に記載の熱電変換モジュールを備える、熱電センサー。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型熱電変換装置、熱電変換モジュール、熱化学電池、および熱電センサーに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
廃熱などの微少なエネルギーを電力に変換するため、熱電変換材料の重要性が増している。中でも電解質として液体を用いた熱電変換材料である熱化学電池は、その性能が近年飛躍的に向上しているので、注目を集めている。
【０００３】
熱化学電池は、主に、２枚の電極と、電極間に介在し、レドックス対を含む電解液とから構成されており（例えば特許文献１参照）、電極間に温度差を付与することにより発電する。ここで、熱化学電池の電極間の距離が大きいと、レドックス対を構成するイオンの移動抵抗が大きくなるので、イオンの移動抵抗を減らすためには電極間の距離は小さいことが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－５６５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単セルの熱化学電池において、単に電極間の距離を小さくすると、熱リークが大きくなり、また電極間に温度差が付きにくくなるため、出力電圧が小さくなるという問題がある。例えば、熱源の温度が７０℃であり、外気温が２５℃の場合、電極間の距離が小さい熱化学電池においては、熱源側の電極の温度が６０℃程度となるとともに外気温側の電極の温度が５５℃程度となり、５℃程度の温度差しか得られないこともある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、出力電圧を増大させることが可能な積層型熱電変換装置、熱電変換モジュール、熱化学電池、および熱電センサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］積層された３枚以上の電極と、各前記電極間に介在し、前記電極に接し、かつレドックス対を含む電解液と、を備える、積層型熱電変換装置。
【０００８】
［２］隣り合う前記電極間の距離が、それぞれ、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、上記[１］に記載の積層型熱電変換装置。
【０００９】
［３］各前記電極間に介在し、かつ前記電解液が前記電極に接するように前記電解液を保持する保持部材をさらに備える、上記［１］または［２］に記載の積層型熱電変換装置。
【００１０】
［４］各前記電極間に介在したゲルをさらに含み、前記ゲルが前記電解液を含む、上記［１］ないし［３］のいずれか一項に記載の積層型熱電変換装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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