| 研究課題/領域番号 |
22K18876
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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26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
菊地 竜也 北海道大学, 工学研究院, 教授 (60374584)
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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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 水滴発電機 / アノード酸化 / 接触帯電 / アルミニウム / 表面処理 / 電気化学 / 金属材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究においては、社会にありふれた金属材料であるアルミニウムを用いた水滴発電機の試作に挑戦します。アルミニウム材料の表面に電荷を蓄積する帯電層を形成したのち、この表面に水滴を滴下すると、帯電による電流の流れが生じます。アルミニウム製帯電構造の最適化によって大きな電圧や電流を得て、高効率水滴発電デバイスとして応用することを目指します。
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| 研究成果の概要 |
本研究においては、アノード酸化やマグネトロンスパッタリングなどのさまざまな表面処理技術を用い、アルミニウム製の水滴発電機の作製を試みた。アルミニウム表面に種々の帯電層を形成し、水滴発電機を試作した。水滴発電機に超純水を滴下すると、水は表面をすばやく濡れ広がり、凝集したのち、滑落した。この際、接触帯電による電気エネルギーが生じた。水滴発電機に水を連続的に滴下することによって連続的な発電が生じ、市販の発光ダイオードを点灯できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の遂行によって、社会に普遍的に存在するアルミニウム材料表面に帯電層を形成した極めて簡単な構造が、雨水を利用した水滴発電機として利用できることを実証した。従来より広く用いられるアルミニウム材料表面に一工夫を与え、これを屋外、例えば屋根や外壁に設置することにより、雨天時に電気エネルギーを回収する発電機として利用できる。このような水滴発電機を社会に広く張り巡らせば、社会に小さな発電所を張り巡らせることが可能になる。
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