| 研究課題/領域番号 |
18K03858
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 福岡工業大学 |
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研究代表者 |
朱 世杰 福岡工業大学, 工学部, 教授 (60283032)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 誘電エラストマ発電 / 発電エネルギー密度 / 発電効率 / 誘電エラストマ発電機（DEG) / 誘電エラストマ発電機 / 電気エネルギー変換効率 / エラストマーの漏電効果 / 誘電エラストマ / 繰り返し試験 / 純せん断繰り返し試験 / 二次元等軸繰り返し試験 / 誘電エラストマー |
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| 研究成果の概要 |
誘電エラストマーデバイスの発電効率および耐久性の向上方法について、純せん断、等二軸などの繰り返しの発電試験とともに、代表的なNeo-Hookeanモデル，Gentモデルを利用して，発電エネルギー密度および発電効率を計算した。解析結果と実験結果の比較をしながら，新しい発電方法を提案した。この「台形」発電スキームは、「三角形」スキームより大きい発電エネルギー密度を獲得した．誘電エラストマー発電機のエネルギー密度は800J/kg，変換効率は30%で最も性能の良い結果となった．「台形」スキームにて，大きな伸張比で放電電圧を高く維持し，収縮速度を速くすることが発電性能の向上に有利であることが分かった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球環境に配慮しながら産業を発展させ人々の生活を向上させるには，社会全体を高度に省エネ化するとともに，高効率な再生可能エネルギーシステムなどの導入が不可欠である。これらの新しい技術を支える新素材として，ポリマーをベースにしたエネルギーデバイスの研究が急速に進歩している。本研究では、誘電エラストマー発電機は，製作コストが安く，また柔軟で生物と同じような動きができることから，再生可能なエネルギーデバイスになると考えられている。新しい発電スキームの提案はこの研究分野にてブレークスルー効果ができると思う。漏電効果を考慮した解析手法も学術的意義がある。
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