図解まるわかり 電池のしくみ

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熱から電気を取り出す電池

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ゼーベック効果、熱起電力電池、熱電変換素子、熱電池

金属を加熱すると電気になる？

2 種類の金属や半導体を両端で接続させて、両端に温度差を与えると、

電流が流れます。例えば、銅線とニクロム線をねじり合わせて、ねじった

部分だけを加熱します。すると加熱されていないところと温度差が生じ、

低温側へ電子が移動し、起電が生じて電流が流れます。この現象は1821

年にトーマス・ゼーベック（独）によって発見され、ゼーベック効果（熱

電効果、熱電変換効果）と呼ばれます（図6-13）。

太陽電池と同じ半導体を使用

熱起電力電池（熱電池）とは、このゼーベック効果を利用して、電気を

取り出す電池となります。

実用化されている熱起電力電池には、熱電変換素子（熱電発電モジュー

ル）があります。これは金属より高い起電力が得られる半導体で、太陽電

池に使われているものと同じ、n型半導体と p型半導体が使われています。

熱電変換素子の高温側電極を加熱すると、熱が高い箇所で電子や正孔が

生じ、これらは熱の低い方へ移動しようとします。このとき外部回路に電

子を流すことで、電子と正孔が結合して安定化しようとするので、電流が

流れます（図6-14）。

このように熱起電力電池は、化学反応ではなく、熱から直接電気を得ら

れるので熱電池とも呼ばれ、物理電池の一種です。

捨てていた熱を回収して利用する

熱起電力電池は、小型冷蔵庫やワインクーラー、離島やへき地、宇宙や

海底の長期無保守の電源として用いられています。また熱起電力電池を用 ...