2018 Fiscal Year Annual Research Report
A study on a micro autonomous power unit with a micro-combustor
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16K06114
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
高橋 周平 岐阜大学, 工学部, 教授 (40293542)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 触媒燃焼 / マイクロコンバスタ / 完全自立電源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度の研究では，要素試験の成果を踏まえ，マイクロコンバスタと熱電モジュールを組み合わせて発電を行い，その電力の一部を使ってマイクロブロアによる空気供給系を駆動して自立システムが構築できることを示した．この時点では，燃料供給はマスフローコントローラを用いて調整されており，完全自立とはなっていなかった．そこで，平成29年度の研究では，各要素を統合することで，マスフローコントローラなど外部からの制御および継続的な電源投入を全く行わずに，発電した電力の一部を用いて，空気供給装置であるマイクロブロアーを駆動する完全自立したシステムを構築することに成功した．この中で記録された最終変換効率は，1.8%程度であり，要素試験結果からの予想より若干低いものの，世界最高水準に達するものであった．
本年度は，さらに発電部および燃料供給部をコンパクト化し，手のひらサイズの超小型電源熱電供給装置の開発に取り組んだ．具体的的には，ヒートシンクタイプの銅製放熱部と発熱体の間に効率よく熱電モジュールを配置することで，発電効率を向上させるとともに，サイズを60mm×30㎜×8mm程度にすることに成功した．また，赤外線カメラによる測定を行い，発熱体温度分布と最終変換効率との相関を調べ，燃焼器の燃焼効率を推算しながら発電試験を行った．温度測定の結果から，発電部におけるBiTe発電モジュールの発熱効率は，与えた温度差から推算される理論値の96%に達しており，要素単独の熱電変換効率で3.8%を記録した．この結果，本年度作成した新型小型熱発電装置で，市販されているライター用ミックスブタンを燃料として用い，熱出力11.5Wに対して最終変換効率1.95%を達成し，正味出力224mWを記録した．40分以上の安定した作動も記録しており，プロトタイプとして十分な性能を記録した．この成果は，熱工学コンファレンス2018で発表された．
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