Development of a highly efficient method of utilising dielectrics with smart pulse power supplies

• Project/Area Number: 23K26374
• Project/Area Number (Other): 23H01681 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 中山 忠親 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10324849)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NGUYEN THANHSON 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (00797235) ; 大川 采久 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40975603)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2023: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
• Keywords: 誘電体 / スマートパルス電源 / ポーリング

Outline of Research at the Start

誘電体の焦電特性を用いることで変動する熱源から電気エネルギー回生が可能である。ここで、焦電発電においては、熱と電気によるサイクル（＝オルセンサイクル）が利用されている。これに対して申請者らは変動する温度に対する電場印加のタイミングを工夫することにより、オルセンサイクルよりも理論効率として1.5倍高効率な独自熱電サイクルを世界で初めて見出し、その理論発電効率式も提唱している。この熱電サイクルを用いることで変動する熱源から電気エネルギーを回生する。特に、入力パルスを最適化することにより発電量の最適化を行うことが本研究の主な取り組みとなる。