光ると冷える物質を開発　千葉大など、新たな冷却材料に

千葉大学の山田泰裕教授らは大阪大学などと共同で、光を当てると発光して冷たくなる物質を開発した。光を吸収しやすい「ペロブスカイト型」の構造を持つ結晶を使う。新たな冷却素子の開発につながる可能性がある。

開発した物質はセシウム、鉛、臭素から構成されるペロブスカイト構造の結晶でできている。ペロブスカイト構造を持つ結晶の一部は光をよく吸収する性質を持ち、その性質を利用した「ペロブスカイト型太陽電池」は変換効率の高いフレキシブルな太陽電池として注目を集めている。

今回の物質は特定波長のレーザー光を吸収して発光するが、このときに当てられた光よりも強いエネルギーを持つ光を放出するという特徴がある。物質の持つエネルギーが奪われて冷える。10分ほど光を当て続けると、物質の温度はセ氏10度ほど低くなった。

冷却素子としては、電気を通すと片方の面が熱を放ち、反対の面が吸熱して冷却する効果がある「ペルチェ素子」が普及しているが、熱を逃がす場所が必要になる。今回開発した材料は光を放出して物質の温度を下げるため、宇宙空間などの熱が伝わらない真空中でも温度を下げることができ、新たな需要が期待できる。

また電気を流しても光るため、電気を使った冷却もできる。光ると温度が下がる冷却素子の開発につながる。結晶の欠陥や不純物を無くすことでより効率を高めることができ、今後はより冷却効率の高い結晶やより大きな結晶を合成して、実用化につなげる。