2017 Fiscal Year Research-status Report
熱を操るタンデム新原理に基づく焦電環境発電材料の研究
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17K18984
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柿本 健一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335089)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | エネルギー / 電子・電気材料 / セラミックス / 複合材料 / 焦電効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一次供給エネルギーの60％程度が未利用排熱として大気中に捨てられているわが国では、エネルギーのカスケード（縦つなぎ）利用が有効技術とされ、機械的エネルギーを介して電気的エネルギーを得るといった方法で温度ごとに切れ目の無いエネルギー変換を行い、排熱利用の高効率化を実現している。しかし、機械的エネルギーを介した熱利用は300℃の壁を持って終了するため、本研究は、300℃以下で“熱を操る”ことを念頭にしつつ、熱－電気変換に関して革新的かつ全く新しい発想に基づく材料学的研究に挑戦することを目的としている。一方、車両や電子機器関連分野では、熱を逃す高効率な新冷却システムを渇望しており、この温度域とも一致する。つまり、300℃以下で“熱を操る”ことが強く求められる。そこで、様々な外場環境の変化のうち、例えば温度変化の場合には、その“温度差”ではなく、“温度の時間的変化”に着眼した創エネ材料の研究を行うことを本研究の目的としている。
初年度は、一次の焦電係数(分極の温度変化)の向上に加えて、二次係数の重畳を目論むため、１次係数を相殺せず、熱膨張特性が大きく異なる２種以上の焦電／非焦電材料等を無拡散状態で複合化するといった、独自視点に基づいた焦電セラミック複合材料の合成を試みた。適用した材料構造は、耐熱性高分子ポリシロキサンをマトリックスにして、一方の無鉛圧電セラミック粉末をフィラーとした0-3型 複合組織からなる。これら複合材料における微構造組織、機械特性および電気特性の評価を行い、フィラー量との関連を考察し、成果を取りまとめて学会発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度目的として掲げた焦電／非焦電材料からなる複合材料の合成と評価に成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
熱・電場・応力等の外場環境に対して誘起される瞬間的な特性変化を観測し、複合材料における焦電発電のメカニズム解明に取り組む。
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