| 研究課題/領域番号 |
22K18807
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
宇佐美 徳隆 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20262107)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 水滴発電 / 太陽電池 / 雨滴発電 / 表面界面制御 / ナノ構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、脱炭素社会の早期実現に向け、さらなる大規模導入が期待される太陽光発電と、地球に豊富に存在する水や雨からエネルギーを高効率に収集する雨滴発電デバイスを融合することを目指す。摩擦帯電膜のナノ構造化や表面・界面の化学状態制御により雨滴発電デバイスの高効率化指針を明確化するとともに、雨滴発電デバイスを実装した雨天時にも発電する太陽光発電モジュールの実現に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、水滴発電デバイスの高効率化指針を明確化するとともに、雨でも発電可能な太陽光発電モジュールの動作実証を目的として研究を実施した。水滴発電デバイスの高性能化に対して、基板表面を加工することによる表面積の増加、表面電荷密度の高い非晶質フッ素樹脂の利用、強誘電体ナノ粒子との複合化、電極形状の改良による寄生容量の低減などの有用性を示した。表面電極を保護膜で覆うことにより、長期信頼性を担保するとともに、水滴と電極が直接接触しなくても発電可能であることを示した。さらに、太陽電池セル上部に、ガラス基板上に作製した水滴発電デバイスを設置し、水滴と太陽光の両方から発電できることを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、水滴発電デバイスの高性能化研究を進め、得られたデバイスと太陽電池と融合することにより雨でも発電可能な太陽電池の動作を実証した。デバイスの動作原理の理解に基づき、材料選択、構造や形状パラメータの決定指針などを明確化したに学術的意義がある。また、雨でも発電できる太陽電池が実現できれば、天候の影響を緩和して電力を供給することができるため、新たな市場開拓や再生可能エネルギーの利用拡大に貢献できる。これは、地球温暖化や環境汚染などの問題に対処するための重要な一歩といえ、その社会的意義は大きい。
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