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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Development of energy harvesting sensors using magnetic moment change

Research Project

Project/Area Number 21H01868
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

甘蔗 寂樹  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10544083)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsエネルギーハーベスティング / センサ / 環境発電 / 磁気モーメント
Outline of Annual Research Achievements

提案する磁気モーメントの変化を用いたエネルギーハーベスティングセンサの構築と実現に向けた基礎検討を行った。その中でも、2023年度は次の3つの検討を主に行った。
1)温度・速度の各センサに適した装置を設計し、理論と実験データからモデル化を行った。この中で、これまで温度や速度による磁性体が形成する磁場の変化をガウスメータで測定していたが、ソレノイドを介し、磁場の変化を誘導起電力の形で測定できるようにした。誘導起電力と測定対象となる温度や速度の対照表を作成すると、設計した実験装置を用いて、計測対象物の温度や速度を計測可能となることを確認した。
2)これまで2年間の検討から、提案するセンサに適した磁性体として、マンガン、鉄、リン、ケイ素からなる複合材料を選定した。この複合材料の特性とセンサのプローブとしてのポテンシャルを把握するために、実際に、代表的な組成比となるように複合材料を調製した。外部磁場の中において、調製した磁性体が各温度において形成する磁場をガウスメータにて測定した。調製した磁性体は予想していたキュリー温度よりも低いキュリー温度を有する物質となったが、温度や速度の変化により磁場が変化することを観察できた。
3)最後に、これまでセンサのプローブに相当する磁性体として用いてきたガドリニウムに代わる磁性体として調製した複合材料を実験装置に取り付け、誘導起電力の発生を確認した。
以上の検討の結果、構築したシステムを、エネルギーハーベスティングセンサとして利用できることが確認できた。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/ykansha/index.html

  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Evaluation of isothermal and isofield designs of a temperature sensor using magnetic phase transition2024

    • Author(s)
      Kiyomoto Hikaru、Sakai Yuka、Kansha Yasuki
    • Journal Title

      Thermal Science and Engineering Progress

      Volume: 50 Pages: 102597

    • DOI

      10.1016/j.tsep.2024.102597

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Application of Magnetic Phase Transition for a Novel Wireless Sensor Device for Body Temperature2023

    • Author(s)
      Hikaru Kiyomoto、Yuka Sakai、Yuki Sato、Yasuki Kansha
    • Journal Title

      Chemical Engineering Transactions

      Volume: 103 Pages: 193~198

    • DOI

      10.3303/CET23103033

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] エクセルギーを基盤とした低炭素かつエネルギースマートな社会の実現2023

    • Author(s)
      甘蔗 寂樹
    • Journal Title

      日本エネルギー学会機関誌えねるみくす

      Volume: 102 Pages: 287~292

    • DOI

      10.20550/jieenermix.102.3_287

  • [Presentation] Application of Magnetic Phase Transition in Energy Harvesting Wireless Sensors for Body Temperature2023

    • Author(s)
      Hikaru Kyomoto、Yuka Sakai、Yuki Sato、Yasuki Kansha
    • Organizer
      26th Conference on Process Integration for Energy Saving and Pollution Reduction (PRES'23)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of Magnetic Phase Transition in Energy Harvesting Wireless Temperature Sensors2023

    • Author(s)
      Hikaru Kyomoto、Yuka Sakai、Yasuki Kansha
    • Organizer
      2023 AIChE Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁気モーメントの変化によるエネルギーハーべスティング体温計デバイスの構築2023

    • Author(s)
      清本 光、酒井 裕香、佐藤 雄己、甘蔗 寂樹
    • Organizer
      第32回日本エネルギー学会大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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