CPUクーラー用ペルチェ素子を用いた熱電発電

「熱電効果」とは、伝導体の電流・電圧と熱流・温度差の間にある以下の３つの効果の総称である：

ゼーベック効果（Seebeck effect）：金属または半導体の棒に沿って温度勾配∇Ｔがあるとき、その大きさに比例して棒に沿った電界Ｅが生ずる効果である。
　Ｅ＝α∇Ｔ　
比例係数αをゼーベック係数と呼ぶ。∇Ｔの向きが逆転するとＥの向きも逆転する。
トムソン効果（Thomson effect）：導体棒に沿って電流Ｉと温度勾配∇Ｔが共存すると、その棒に一様に単位体積あたりＱの熱が発生あるいは吸収される効果。
これは電流と電気抵抗によって発生するジュール熱とは別の効果で、可逆効果である。Ｉと∇Ｔが同じ向きのとき発熱（Ｑ＞０）があったとすると、Ｉまたは∇Ｔのどちらかがが逆向きのときは吸熱（Ｑ＜０）になる。
　Ｑ＝τＩ・∇Ｔ　
比例係数τをトムソン係数と呼ぶ。
ペルチェ効果（Peltier effect）：ゼーベック効果の逆効果である。すなわち電界をかけて電流Ｉを流すと温度勾配が生じる。

蒸気機関車ならぬ，お湯で走る電気機関車？の製作

ペルチェ素子にシリコン樹脂テープを介して銅板を取り付け

氷水と熱湯をそれぞれ湯呑みに注ぎ、ペルチェ素子を渡して発電。
4cm × 4cm，１２Ｖ６ＡのＣＰＵクーラ用ペルチェ素子
（TEC1-12706，最大吸熱量57W，価格700円（at秋月電子通商,2005年7月現在））
を用いて電圧を測定したところ、ピーク電圧は 0.85V だった。

45mmゲージ鉄道模型の電動台車に熱電発電器を載せて、発電した電気で走らせた。
極めてゆっくりだが、ちゃんと走る。

ひととおり走り終わって、再び起電力を測定したところ、
・モータを接続しない状態で 0.63V
・モータを接続した状態でモータの回転を強制的に止めた場合の電圧が 0.51V
だった。お湯の温度も測りたかったが、温度計が無かったためデータが得られなかった。

直接クリックしても見れない場合は，
右クリック等で「対象をファイルに保存」で MOV ファイルを保存してからメディアプレイヤー等で見てください：