シリコン熱電素子を用いたIoT向け環境調和型電源の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23523
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0302:電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学 (2020); 早稲田大学 (2019)
• 研究代表者: 山田 駿介 東北大学, 工学研究科, 助教 (50811634)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• キーワード: 環境発電 / 蓄電素子

研究成果の概要

熱電素子の出力を蓄電するスーパーキャパシタをイオン液体を使用して作製した。活性炭とイオン液体を混合して、生分解性電極上に成膜し電極とした。作製したスーパーキャパシタの特性をサイクリックボルタンメトリーで評価した。掃引速度5mV/s-300mV/sで、電圧を０V-1.5V掃引して生じる電流を測定したところ、電気化学反応にともなうピークは見られず、スーパーキャパシタに1.5Vの電圧を印加できることが判明した。そこで、ガルバノスタティックチャージ・ディスチャージにより、容量を測定したところ、印加電流0.2 mA/cm2-2mA/cm2の範囲で、容量40mF-60mFを示すことが判明した。

自由記述の分野

MEMS

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の核となるフレキシブル電極は、有機材料ではなく、金属に切り紙・折り紙構造を付与することで、高い導電性と柔軟性を実現する。さらに、申請者が作製した環境調和型スーパーキャパシタと組み合わせて環境調和型IoT用電源を実現できる。環境調和性を持つ電源は、IoTモジュールだけでなく、柔軟性により、自由曲面に貼り付け用途にも応用可能であるためウェラブルデバイス分野にも産業的な波及効果は大きいと考えている。