2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of inexpensive and large-area flexible co-generator by thermal and vibrational energies
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16K13717
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
池田 浩也 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00262882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早川 泰弘 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00115453)
下村 勝 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (20292279)
村上 健司 静岡大学, 工学部, 教授 (30182091)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フレキシブル熱電変換材料 / 圧電素子 / コジェネレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，振動と熱から同時に電力を取り出すための発電素子(コジェネレータ)の開発を目指している.本年度得られた主な成果を以下に示す.
１．自作した面内方向および厚さ方向のゼーベック係数測定装置を用いて，導電性のNiCu布上にZnOナノ結晶を形成したフレキシブル熱電変換材料について，ゼーベック係数測定を行った.NiCu布自体ではn型のゼーベック係数が得られ，ZnOナノ結晶を形成することによりゼーベック係数が大きくなることを見出した．ZnO結晶の酸素欠損に起因する伝導電子の影響と考えられる．また，作製した試料を水洗いしてから再測定したところ，わずかにZnOナノ結晶の脱落とゼーベック係数の低下が見られた．ナノ結晶／導電性布界面における化学的結合もさらに強固化する必要がある．
２．自作した起電力測定装置の改良を行い，圧電素子/熱電変換素子ハイブリッド構造にて得られる起電力のS/N比を大幅に向上することに成功した．市販の圧電素子をn型Si基板に貼り付けた試料に対して，モーター駆動で圧電素子を振動させながら，Si基板に温度差を与えたときの熱起電力の変化を測定したところ，振動による電位と熱起電力の重ね合わせが確認された．今後，圧電素子にn型とp型のSi基板を対にして取り付け，圧電素子に加振した際の起電力を測定することにより，整流作用を実証する．
３．ACカロリメトリ法の原理に基づいて，フレキシブル材料の厚さ方向の熱拡散率を測定するための装置を自作した．スライドガラスとSi基板にて測定精度を評価したところ，Siのような熱伝導率の大きい材料では，装置由来の寄生熱抵抗が無視できないことがわかった．このことは装置の電極部分の設計を見直す必要があることを示しており，既に装置改良に着手している．この改良が済めば，速やかにフレキシブル材料の熱拡散率測定に移行できる．
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[Presentation] Thermoelectric characteristics of NiCu-fabric coated with ZnO-nanostructure for self-powered physiological sensor2019
Author(s)
F. Khan, Y. Suzuki, S. Sakamoto, M. Ohkubo, P.K. Arockiyasamy, P. Veluswamy, T. Yamakawa, K. Ikeda, K. Murakami, M. Shimomura, Y. Hayakawa, H. Ikeda
Organizer
2019 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Thermoelectric properties of ZnO-grown fabrics for flexible power generator2019
Author(s)
F. Khan, V. Pandiyarasan, S. Sakamoto, M. Ohkubo, Y. Suzuki, M. Navaneethan, T. Yamakawa, K. Ikeda, M. Shimomura, K. Murakami, Y. Hayakawa, H. Ikeda
Organizer
11th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials & 12th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
Int'l Joint Research
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[Presentation] Thermoelectric characteristics of ZnO-nanostructures grown on NiCu-fabrics for wearable device applications2019
Author(s)
F. Khan, V. Pandiyarasan, S. Sakamoto, M. Ohkubo, Y. Suzuki, M. Navaneethan, T. Yamakawa, K. Ikeda, M. Shimomura, K. Murakami, Y. Hayakawa, H. Ikeda
Organizer
5th International Conference on Nanoscience and Nanotechnology (ICONN2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Synthesis and characterization of ZnO-grown fabrics for flexible thermoelectric power generator.2018
Author(s)
F. Khan, V. Pandiyarasan, S. Sakamoto, M. Ohkubo, Y. Suzuki, M. Navaneethan, T. Yamakawa, K. Ikeda, M. Shimomura, K. Murakami, Y. Hayakawa, H. Ikeda
Organizer
Joint Symposium of 18th Takayanagi Memorial Symposium & 4th International Conference on Nano Electronics Research and Education (ICNERE)
Int'l Joint Research
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