A novel energy harvester using combination vibration using flexoelectric effect

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K03945
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: Henmi Nobuhiko 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (80256669)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フレクソエレクトリック効果 / 圧電効果 / 振動発電 / 複合変形

Outline of Final Research Achievements

In this study, a quadrangular prism PZT element is used as an energy harvester. The combination of the flexoelectric effect and piezoelectric effect are used. Single and combination of bending and/or torsion deformation are applied t the element. Fundamental characteristics are investigated and knowledge for designing efficient energy harvester element are clarified.

Free Research Field

精密工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで，固体材料のフレクソエレクトリック効果に対する基礎的な研究はあるものの実用レベルでの利用が難しかったが，本研究の成果により，曲げとねじりの複合変形を使用して，圧電効果とフレクソエレクトリック効果を組み合わせることで，高効率な発電素子を実現できる可能性が示され，振動を利用した環境発電の分野に貢献する知見が得られた。IoT分野の発展にもつながるものと考えられる。