【２年生】応用科学探究「熱電変換を体験し理解しよう」

○日時　令和８年８月４日（火）9:00～12:00
○場所　愛媛大学城北キャンパス
○対象　２年生　15名

愛媛大学教育学部の中本剛先生ご指導のもと、「熱電変換を体験し理解しよう！〜ゼーベック効果とペルチェ効果〜」をテーマに講義および実験を行いました。講義では、P型・N型半導体を組み合わせて熱と電気を直接変換する「熱電変換技術」について学びました。工場や自動車の排熱利用による省エネルギー効果に加え、有害物質を排出しないクリーンさや、可動部を持たないことによる「長寿命・小型化・静粛性」といった優れた特長をご解説いただきました。
さらに、物質の両端に温度差を与えて電圧が生じる「ゼーベック効果（発電）」と、電流を流して吸熱・放熱が起きる「ペルチェ効果（冷却・加熱）」の原理について、半導体内のキャリアやフェルミ準位の動きをもとに深く理解することができました。
後半の実験では、クロメル、アルメル、銅、コンスタンタンなどの金属線を用いて熱電対を作製しました。お湯を用いて温度と発生電圧の関係を測定し、得られたデータからグラフを作成・考察しました。異なる金属の組み合わせによるゼーベック係数の符号の違いが、高精度な温度計測になぜ重要であるかを、理論と実践の両面から実感しました。最先端のクリーンエネルギー技術に触れ、物理現象の面白さと奥深さを学ぶ大変充実した探究活動となりました。