ミネソタ大学の研究者によると、ユニークな特性を持つ新しい合金は、熱を直接電気に変換できるという。ニッケル、コバルト、マンガン、スズからなるこのマルチフェロイック複合材料は、温度に応じて非磁性から高磁性まで変化する。
マルチフェロイック材料は、磁性と強誘電性（永久的な電気分極）の両方を持ちます。これらの特性を両方備えた材料は非常に稀です。これらの現象を引き起こす電子軌道の配置に興味がある方は、米国国立標準技術研究所（NIST）のこちらの解説をご覧ください。
ミネソタ大学のニュースリリースによると、今回の新しい合金（Ni45Co5Mn40Sn10）は、温度変化によってある種類の固体が別の種類の固体に変化する可逆的な相転移を起こす。具体的には、合金は非磁性から高磁性へと変化する。この変化を起こすには、温度をわずかに上昇させるだけで十分である。
温めた合金を希土類磁石などの永久磁石の近くに置くと、合金の磁力が突然劇的に増大します。航空宇宙工学教授リチャード・ジェームズ氏率いる研究者によると、これにより周囲のコイルに電流が発生します。下のビデオクリップで、合金片が永久磁石に向かって飛び移る様子をご覧ください。
ヒステリシスと呼ばれるプロセスにより熱エネルギーの一部が失われるが、この新しい合金はヒステリシスが低いと研究者らは述べている。そのため、廃熱エネルギーを大量の電力に変換できる可能性がある。
この材料の明らかな用途の一つは、自動車の排気管です。複数の自動車メーカーは既に、自動車の高温の排気ガスを利用可能な電力に変換する熱伝達装置の開発に取り組んでいます。ゼネラルモーターズは、スクッテルダイトと呼ばれる合金を使用しています。これは、希土類元素を添加したコバルトヒ素化合物です。
希土類磁石はすでに多くのハイブリッド車のバッテリーに必要不可欠なものとなっているため、新しいマルチフェロイック化合物で作られた熱捕捉装置を磁石の近くに配置することができる。
研究者らは、この材料は発電所や海洋温度差発電装置にも利用できる可能性があると述べている。
この合金に関する論文が「Advanced Energy Materials」誌に掲載されました。
ユーレカアラート
