微小荷重から高効率発電が可能なメカニカルメタマテリアル摩擦帯電型発電デバイス

• 研究課題/領域番号: 23K26058
• 補助金の研究課題番号: 23H01363 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 鈴木 孝明 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (10378797)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: マイクロナノデバイス / マイクロナノメカトロニクス / MEMS / メタマテリアル / 摩擦発電

研究開始時の研究の概要

ワイヤレス分散配置型の次世代IoTシステムにおいては、メンテナンスフリーとするためのセンサノード用の環境発電技術が必須となる。本研究では、独自の微細加工技術である3次元リソグラフィ技術により作製するメカニカルメタマテリアル構造を用いて、微小荷重で効率良く発電するフレキシブル摩擦帯電型発電デバイスを開発する。自然界の材料では得ることが難しい特性を構造で得るメタマテリアル構造やその延長上に原理があるコンプライアントメカニズムの設計原理を用いて、その機械的特性を任意に設計可能なデバイスにより、環境や人の活動によるランダム性の高い微小振動エネルギーから高効率に発電する振動発電技術を目指す。