2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of method for increasing generation efficiency and durability of nano-sheet reinforced dielectric elastomer generator
| Project/Area Number |
18K03858
|
|---|
| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
朱 世杰 福岡工業大学, 工学部, 教授 (60283032)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 誘電エラストマ発電機（DEG) / 発電エネルギー密度 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度，Gentモデルに基づくひずみエネルギー密度関数を導入することにより，散逸性DE膜の電気機械連成特性を詳細に記述可能な理論的枠組みを構築した．散逸挙動の散逸因子の同定実験により，アクリル系DE膜に対応する理論的枠組みを確定し，散逸性DEG向けのエネルギー獲得スキームによりエネルギー獲得の最適化を実現した．
アクリル系VHB 4905材料向けの粘弾性パラメータの同定実験を行った．予備伸張比2.0のDE膜試料を等二軸引張治具に取り付けられ，リニアモータの可動子の移動速度を制御することにより，異なる引張速度での等二軸引張実験を行った．
「台形」エネルギー獲得スキームを提案した．「台形」スキームは「三角形」スキームと比較すると，DE膜の両端電圧がバイアス電圧から垂直にある最高電圧まで上昇し，最高電圧を一定に保つことにより，「三角形」スキームでは獲得できない高い電束密度で一部のエネルギー密度を獲得できることがわかる．
散逸挙動の理論的枠組みに基づくシミュレーションの効果を評価するために，今回はシミュレーションと同じ実験条件を設定し，「台形」スキームの発電実験を行った．DEGの発電性能は電圧電荷図に表れており，シミュレーション結果と実験結果は良く一致を示すことが分かる． DEGのエネルギー密度の実験値は800mJ/gであり，シミュレーションの値は827mJ/gであった．本研究で提案した「台形」スキームは米国ハーバード大学で提案した「三角形」スキームより発電エネルギー密度は高い．
|
Research Products
(6 results)
