2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of method for increasing generation efficiency and durability of nano-sheet reinforced dielectric elastomer generator
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18K03858
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
朱 世杰 福岡工業大学, 工学部, 教授 (60283032)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 誘電エラストマ / 発電エネルギー密度 / 発電効率 / 繰り返し試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度，エラストマの電極材料の改善，発電特性の向上を行った。カーボンナノチューブ（CNT），カーボングリス，カーボンブラックの3種類の柔軟電極を比較し，CNTがカーボングリスとカーボンブラックより優位性があるが，強化効果に関する研究が必要であることがわかった。エラストマーの複合化および電子回路に関する研究により発電特性の向上方法を調べた。ナノシート複合した誘電エラストマ材料の変形量が低いため，発電エネルギー密度が低い現状である。電子回路のパラメータと力学試験条件を最適化して，研究室で最大発電エネルギー密度は700 J/kg，発電効率は30%を実現した。
誘電エラストマ発電デバイスの耐久性評価方法の構築を行った。純せん断やダイアフラム式繰り返し変形の厚さ測定用レーザー変位計を購入し，実験データとモデル予測の結果の比較を行った。Neo-HookeanモデルよりGentモデルとYeohモデルが良かった。
今後，有限要素解析方法で新規材料ナノシートの間隔や方向などを考慮して解析モデルを構築する。解析結果と実験結果の比較をしながら，モデルの修正や新しい誘電エラストマ発電試験を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ナノシート複合型の誘電エラストマ材料の開発が予想より難しいであった。
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| Strategy for Future Research Activity |
誘電エラストマの粘弾性について実験と解析を行う。カーボンナノチューブ電極材料の応用により発電エネルギー密度と発電効率の向上を試みる。
有限要素解析方法で新規材料ナノシートの間隔や方向などを考慮して解析モデルを構築する。解析結果と実験結果の比較をしながら，モデルの修正や新しい誘電エラストマ発電試験を行う。
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| Causes of Carryover |
ほかの予算を活用したので、旅費を節約した。また、謝金をも節約した。
来年度、国際会議などにて研究成果を発信するため、旅費と発表費用を増加する。材料費を増加する。
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