平成29年度 春期 午前Ⅱ 問16

✓ これが正解イゼーベック効果によって，温度差から電気エネルギーを発生する。

解説

熱電変換素子はゼーベック効果で温度差から電気を発生させます。

エネルギーハーベスティングは、周囲の光、熱、振動、電波など、身の回りにある小さなエネルギーを集めて電力に変える技術で、電池交換の難しいセンサなどの電源に使われます。熱電変換素子は、その中で熱を扱う素子です。異なる2種類の金属や半導体を接合し、両端に温度差を与えると電圧が生じる現象をゼーベック効果といい、熱電変換素子はこれを利用して温度差から電気エネルギーを取り出します。見分ける軸は、何のエネルギーを電気に変えているかです。光なら光起電力効果、振動ならピエゾ効果、熱の差ならゼーベック効果と対応させると、熱電変換に当たる説明が一つに絞れます。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• ア自然光や人工光のエネルギーを，光起電力効…：光のエネルギーを光起電力効果で電気に変えるのは、太陽電池のような光を扱う素子の説明です。エネルギーハーベスティングの一種ではありますが、熱を扱う熱電変換素子の説明ではありません。
• ウ素子に照射される赤外線エネルギーの変化を…：焦電効果は、温度の変化に応じて素子の表面に電荷が現れる現象で、赤外線の変化を捉える人感センサなどに使われます。この選択肢は赤外線を検出する用途を述べており、温度差から電力を得る熱電変換とは目的が違います。
• エピエゾ効果によって，振動などの機械的エネ…：ピエゾ効果は、圧力や振動などの力を加えると電圧が生じる現象で、振動による発電に使われます。機械的なエネルギーを電気に変えるものなので、温度差を利用する熱電変換素子の説明には当たりません。