熱電素子

熱電素子は、異なる二種類の金属、または半導体を組み合わせて作られています。身近なところでは、腕時計の動力源や、工場の排熱を利用した発電などに利用されています。この熱電素子の働きを支えているのが、ゼーベック効果とペルチェ効果という二つの現象です。まず、ゼーベック効果とは、二種類の異なる金属や半導体に温度差を与えると、電圧が発生する現象です。温度差が大きいほど、発生する電圧も大きくなります。この現象を利用することで、例えば工場や自動車から出る廃熱を電気に変換し、再利用することが可能になります。いわば、捨てられていた熱を電力に変換する、環境にも優しい発電方法と言えるでしょう。次に、ペルチェ効果とは、ゼーベック効果の逆の現象で、二種類の異なる金属や半導体に電気を流すと、一方の金属が冷え、もう一方が温まる現象です。電流の向きを逆転させると、冷える側と温まる側が入れ替わります。この現象を利用すると、フロンガスなどの冷媒を使わずに冷却したり、精密な温度制御を行うことが可能になります。例えば、携帯用の冷蔵庫や、コンピューターのCPU冷却などに利用されています。このように、熱電素子はゼーベック効果で発電し、ペルチェ効果で冷却・加熱を行う、エネルギー変換装置として、様々な分野で活躍しています。省エネルギー化や地球温暖化対策への貢献も期待されており、今後ますます発展が期待される技術です。