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環エネTOPICS

2019年11月14日
教員・研究者

牟田 浩明 教授

教員紹介

氏名 牟田 浩明
職名 教授
学位 博士(工学)
領域 共生エネルギーシステム学講座 環境エネルギー材料工学領域
領域HP

 

安価・低毒性な熱電変換材料の探索

皆さんの財布のなかにある百円玉。これの一部を温めると、冷たいところと温かいところで0.1 mVくらいの電圧差が生じます。これは熱電現象のひとつのゼーベック効果と呼ばれる現象であり、この現象を利用することで物質のなかの温度差(熱流)を電気に変えることができます。タービンも水蒸気もいらない、直接の熱から電気への固体内エネルギー変換です。もちろん銅-ニッケル合金である百円玉では効率が低いため、実用には耐えません。そこで本研究室では、チタンや鉄の化合物など、安価で毒性が低い熱電変換材料の探索や性能向上手法について研究しています。

次世代原子炉燃料の開発

福島事故以降、原子力の利用には非常に高い安全性が求められています。一方で運転時の安全だけでなく、使用後の核燃料は適切に保管・再処理する必要があり、生じる廃棄物の減容など将来にわたる管理負荷の低減も望まれています。現在の商用原子炉のほとんどはウラン酸化物を燃料とした軽水炉ですが、こうした多岐にわたる要請に応えるため、2種類の原子炉を組み合わせ、また異なる化学形態の燃料が用いられていく可能性があります。本研究室ではこうした次世代の原子力システムに適した原子炉燃料の開発に取り組んでいます。また、我々にとって最重要課題である福島の廃炉措置に貢献すべく、燃料デブリの評価等も行っています。

論文リスト

  1. H. Muta, R. Nishikane, Y. Ando, J. Matsunaga, K. Sakamoto, S Harjo, T. Kawasaki, Y. Ohishi, K Kurosaki, S. Yamanaka, “Effect of hydrogenation conditions on the microstructure and mechanical properties of zirconium hydride”, J. Nucl. Mater., 500, 145, 2018.
  2. Y. Shiota, H. Muta, K. Yamamoto, Y. Ohishi, K Kurosaki, S. Yamanaka, “A new semiconductor Al2Fe3Si3 with complex crystal structure”, Intermetallics, 89, 51, 2017.
  3. H. Muta, H. Kado, Y. Ohishi, K Kurosaki, S. Yamanaka, “Effect of oxygen defects on thermal conductivity of thorium-cerium dioxide solid solutions”,J. Nucl. Mater., 483, 192, 2017.

受賞歴

  1. 原子力研究システム開発事業 平成17年度採択分 若手表彰, 放電プラズマ焼結による革新炉燃料ペレット製造に関する研究開発, 2011年.
  2. 第5回日本熱電学会講演奨励賞, RuAl2ベース化合物の熱電特性, 2008年.
  3. 第1回日本熱電学会講演奨励賞, SrTiO3の熱電特性に及ぼす酸素欠陥効果, 2004年.