熱工学と界面科学の融合によるナノ摩擦発電デバイス原理の開拓

• 研究課題/領域番号: 24K07358
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松本 充弘 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10229578)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2026年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 摩擦帯電 / 環境発電 / 界面濡れ性

研究開始時の研究の概要

本研究は，摩擦帯電現象をマイクロスケール環境発電デバイスに利用する試みである．近年こうした試みはいくつか知られているが，摩擦帯電現象の原理解明が不十分なまま応用展開が進められているのが現状である．
本研究は，(1) 量子計算による異種材料界面の電子移動機構を原理レベルから調べる．(2) こうした電子移動により生じる帯電固体と作動流体として用いる水／電解質水溶液との界面近傍に動的に形成されるであろう電気二重層の構造を大規模分子シミュレーションで明らかにする，および (3) こうした理論的な知見に基づいて新たに高効率の発電デバイスを設計し，性能評価をおこなう，という内容である．