2023 Fiscal Year Annual Research Report
電流電圧の協奏を目指す新奇なバイナリー創エネ材料の研究
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21K18821
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柿本 健一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335089)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 環境発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
IoT社会を見据えた現在、電池不要化技術すなわち環境発電に関心が集まり、各種の環境発電方式が出揃いつつある。しかし、出力源の偏在性（場所、時間、連続性など）や発生電力に注目するあまり、基本となる電流と電圧の関係性についての科学的関心がいっそう希薄になってきた。例えば、太陽光発電、温度差発電、振動発電といった代表的な発電方式では、それぞれ室内光への対応、温度差の確保、製造コストの削減などが克服すべき技術課題として挙げられ、小さな発電出力密度を補うために、昇圧コンバーターの改良など回路設計が研究開発の中心になりつつある。これに対して本研究では、環境発電に関して従前にない「電流と電圧の協奏」に着眼した材料創製に取り組むことを目的とする。
過去２年間の取組みによって、１）振動付与しやすいフレキシブルな無機有機コンポジットシート、２）空隙を持つため弾性率が調整可能な多孔質セラミック材料、３）化学応力を内部に持つ複合組織材料、がモデル材料として得られたため、最終年度はこれらを振動力／焦電発電および電気熱量効果に関する各種評価試験に供し、電流-電圧出力特性の類似性と相違性について材料種の影響を比較し、電流と電圧の協奏メカニズムを明確にした。さらに、片持ち梁状の振動付与と比較して、振り子型の振動付与では圧電体のせん断変形モードが強く働くことなど、振動を付与する環境依存性にも協奏現象が影響を受けることを実測とシミュレーションで解析し、材料種以外の副次的効果も新たに見出した。
以上の成果を取りまとめて論文発表および学協会発表を行なった。
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