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摩擦帯電を用いた貼付型環境発電デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K20012
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分64050:循環型社会システム関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

松永 正広  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (10850125)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード環境発電 / カーボンナノチューブ / 摩擦帯電 / エネルギーハーベスティング
研究開始時の研究の概要

IoT社会の到来に際し、貼付型センサデバイスの実用化に向け柔軟な電源技術の開発が強く望まれている。環境発電の一種である摩擦帯電式発電シートは、貼付型デバイスの電源として有望であるが、デバイス駆動のためには発電能力向上・構造の最適化が不可欠である。本研究では、貼付型センサデバイス実現に向けた柔らかい発電シートの更なる出力改善に取り組む。

研究成果の概要

カーボンナノチューブを用いた透明で柔軟な摩擦帯電型エネルギーハーベスターに関する研究を遂行した。まず必要となる出力特性評価システムを構築した。その後、ウェアラブルデバイスへの応用に向け、デバイスの厚さを維持しつつ水平方向への振動に対し有効なデバイス構造の提案とその出力改善方法について検討し、従来手法より水平方向の振動に対し高出力を得た。また、簡便な間欠動作回路の検討も行い、腕時計の駆動を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoT社会の発展に伴い増加する各種センサ需要に対し、その駆動電源が重要な課題となっている。課題解決の一つとしてエネルギーハーベスティングが期待されている。本研究は、エネルギーハーベスティングの一つである摩擦帯電型の振動発電技術に着目し、その構造や出力改善を目指したものであり、将来的なIoT社会、省エネルギー社会への貢献につながるものである。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] In-plane dual-electrode triboelectric nanogenerator based on differential surface functionalization2022

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga Masahiro、Hirotani Jun、Ohno Yutaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 2 ページ: 027006-027006

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac4d07

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] カーボンナノチューブを用いた柔軟性に富む摩擦帯電型エネルギーハーベスタ2021

    • 著者名/発表者名
      松永 正広、川口 敦司、大野 雄高
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 90 号: 11 ページ: 684-688

    • DOI

      10.11470/oubutsu.90.11_684

    • NAID

      130008109760

    • ISSN
      0369-8009, 2188-2290
    • 年月日
      2021-11-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Investigation of plant leaf-derived graphene quantum dot clusters via magnetic force microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Chuang Chiashain、Matsunaga Masahiro、Wang Tian-Hsin、Roy Prathik、Ravindranath Rini、Ananthula Meenakshi、Aoki Nobuyuki
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 32 号: 24 ページ: 245704-245704

    • DOI

      10.1088/1361-6528/abeadb

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simple and highly efficient intermittent operation circuit for triboelectric nanogenerator toward wearable electronic applications2021

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Atsushi、Uchiyama Haruki、Matsunaga Masahiro、Ohno Yutaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 14 号: 5 ページ: 057001-057001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abf405

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フッ素樹脂-PDMS混合材料を用いた高出力摩擦帯電型発電シート2023

    • 著者名/発表者名
      松永正広,大野雄高
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Stretchable and transparent triboelectric nanogenerators based on carbon nanotubes for self-powered wearable devices2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohno, T. Kashima, and M. Matsunaga
    • 学会等名
      15th International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Carbon nanotube based, stretchable and transparent triboelectric nanogenerator2021

    • 著者名/発表者名
      M. Matsunaga, J. Hirotani, and Y. Ohno
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stretchable, transparent in-plane dual-electrode structured triboelectric nanogenerator2021

    • 著者名/発表者名
      M. Matsunaga, J. Hirotani, and Y. Ohno
    • 学会等名
      The International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Output power enhancement of stretchable, transparent triboelectric nanogenerator by charge trapping layer2021

    • 著者名/発表者名
      M. Matsunaga, J. Hirotani, and Y. Ohno
    • 学会等名
      The 61st Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple and highly efficient intermittent operation circuit for triboelectric nanogenerator toward self-powered wearable electronics2021

    • 著者名/発表者名
      A. Kawaguchi, H. Uchiyama, M. Matsunaga, and Y. Ohno
    • 学会等名
      The International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carbon nanotube-based stretchable and transparent triboelectric nanogenerator toward wearable electronics2021

    • 著者名/発表者名
      松永正広,川口敦司,廣谷潤,大野雄高
    • 学会等名
      第31回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simple and highly efficient intermittent operation circuit for triboelectric nanogenerator2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kawaguchi, Masahiro Matsunaga, Haruki Uchiyama, Jun Hirotani, Yutaka Ohno
    • 学会等名
      The 59th Fullerenes Nanotubes and Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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