ステップアップ評価採択課題:2019年度研究開始チーム

鈴木 雄二

ウエアラブルデバイスのための高出力エレクトレット発電の創成

研究代表者
鈴木 雄二

東京大学
大学院工学系研究科
教授

主たる共同研究者
加藤 隆史 東京大学 大学院工学系研究科 教授
田中 優実 東京理科大学 工学部 准教授
吉田 真史 東京都市大学 知識工学部 教授
研究概要

エレクトレットは電荷を半永久的に保持させた誘電体であり、エレクトレットを用いた静電誘導発電は、特に小スケール、低周波数の環境振動発電において優れた特性を持ちます。本研究構想では、これまで研究を進めてきた革新的エレクトレット材料、および発電用液晶を核として、これらの材料を発電器に搭載するための製作技術の開発を行い、ウエアラブルデバイスのための高出力エレクトレット環境発電デバイスの開発を行うとともに、環境発電器の社会実装を容易にするため、発電量予測のための特性評価方法の標準化を行います。

年吉 洋

MEMS振動発電を用いたパーペチュアル・エレクトロニクス

研究代表者
年吉 洋

東京大学
生産技術研究所
教授

主たる共同研究者
橋口 原 静岡大学 学術院工学領域 教授
鈴木 孝明 群馬大学 大学院理工学府 教授
研究概要

本研究ではMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて設計・製作した振動発電型のエナジーハーベスタと電子回路をハイブリッド/モノリシック集積化することにより、100Hz、0.1G以下の環境振動から10µW〜100µWの電力を生成し、集積回路の動作に必要な電力をチップ内で常に自給自足する新たなマイクロエレクトロニクス・システムの実現に挑戦します。

野村 政宏

フォノンエンジニアリングに立脚した熱電給電センシングシステム

研究代表者
野村 政宏

東京大学
生産技術研究所
准教授

主たる共同研究者
大西 正人 東京大学 工学部 特任助教
絹村 剛士 前田建設工業(株) 技術研究所 主任研究員
塩谷 俊人 凸版印刷(株) エレクトロニクス事業本部第一営業本部 課長
吉田 宜史 セイコーインスツル(株) 技術開発本部研究開発センター 部長
研究概要

固体中の高度な熱流制御を可能にするフォノンエンジニアリングの学理を探求し、熱フォノンの弾道性や波動性の活用を可能にするナノ構造化によって熱伝導制御技術の発展に貢献します。また、フォノンエンジニアリングに立脚した低環境負荷熱電材料を開発し、産学連携体制によって熱電エネルギーハーベスタを用いたセンシングシステムを実現することでスマート社会の構築に貢献します。

森 孝雄

新規な磁性半導体熱電材料を用いた熱電発電デバイスの研究開発と応用

研究代表者
森 孝雄

物質・材料研究機構
国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
MANA主任研究者

主たる共同研究者
小林 伸彦 筑波大学 数理物質系物理工学域 准教授
バウアー エルンスト ウィーン工科大学 固体物理研究所 教授
研究概要

本プロジェクトにおいては、これまでに見出した、熱電性能を増強できる、磁性(磁気相互作用やスピン揺らぎ)を活用した比較的高温においても有効な増強効果とナノ構造による増強効果の顕著な成果と知見を融合させて、熱電冷却に使われているBi2Te3系の材料やモジュールの代替に成り得る高性能な磁性半導体熱電材料とデバイスを開発し、熱電発電の実用化への道筋を明確に確立します。

渡邉 孝信

プレーナ型スケーラブル熱電発電機構の実証と展開

研究代表者
渡邉 孝信

早稲田大学
理工学術院基幹理工学部
教授

主たる共同研究者
鎌倉 良成 大阪大学 大学院工学研究科 准教授
藤ヶ谷 剛彦 九州大学 工学研究院 教授
黒澤 昌志 名古屋大学 大学院工学研究科 講師
研究概要

Si-LSIのスケーリング戦略のように、個々の熱電素子を微細化し高集積化することで発電密度を増大できる、プレーナ型熱電発電デバイスの新戦略が見出されました。本研究では、この新方式のシリコン熱電発電デバイスの実証研究に取り組むとともに、この技術をカーボンナノチューブ熱電シートにも展開し、ウェアラブル・デバイスを始めとする未来のIoT技術への応用を目指します。

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