2006 Fiscal Year Annual Research Report
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18GS0203
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
桑野 博喜 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (50361118)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西澤 松彦 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (20273592)
安部 隆 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00333857)
小野 崇人 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (90282095)
折茂 慎一 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (40284129)
田中 秀治 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00312611)
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| Keywords | エネルギー / マイクロ発電 / バイオ発電 / 熱電発電 / 振動子 / MEMS / 圧電発電 / エレクトレット発電 |
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| Research Abstract |
振動,糖分,温度差などの低密度ナノエネルギーを効率的に電気エネルギーに変換する,超微小発電システムの実現を目的として以下の研究を実施.
1)ナノエネルギーシステム最適化手法の開発:断熱マイクロ燃料改質リアクタの自己支持膜上に,局所的に触媒を形成する方法として,自己支持膜上マイクロヒータを用いた局所CVD技術を開発。マイクロ燃料改質リアクタの真空断熱パッケージングを開発,熱効率が80〜90%に向上,ナノエネルギーシステム評価法として走査型熱顕微鏡チップを考案し,基本機能を確認.
2)酵素触媒による環境・生体適合型バイオ燃料電池:ビタミンK3/ジアフォラーゼ/グルコースデヒドロゲナーゼからなるグルコース酸化極とBOD修飾カソードと組み合わせたバイオ燃料電池の駆動を実現.微細加工技術を用いたセルの小型化とモジュール化を進め,マイクロ流路型小型燃料電池における流路形状や電極配置に関する最適化を実施,血清や血液を用いたモデル発電実験を行い,耐久性などを把握.生分解性高分子を用いた時差式発電による長寿命化に着手.
3)微小振動発電に向けた高効率発電システムおよび発電薄膜作製・パタン形成法の検討:圧電エレクトレット,電磁などの各方式について高効率薄膜形成と微細構造形成について検討を行い,それぞれ数mm^2程度の大きさで発電機構を構築.パッシブ振動発電の限界を打ち破るアクティブ制御の理論的概念を考案し.実証実験に着手.
4)電子トンネリングデバイスの作製:カーボンナノチューブからナノメートルギャップを介して対向電極に放出される熱電子により電力を得る熱電発電デバイスの開発のため,電子がトンネリングできるほどの微小なギャップ形成の検討を実施.カーボンナノチューブを絶縁膜に埋め込み,研磨により先端の高さをそろえることに成功.絶縁膜中に埋め込まれたカーボンナノチューブがエミッタとして機能することを確認.
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