ステップアップ評価採択課題:2020年度研究開始チーム

石橋 孝一郎

スーパースティープトランジスタによるレクテナと圧電トランスの融合によるRFエネルギーハーベスティング技術の実用化

研究代表者
石橋 孝一郎

電気通信大学
大学院情報理工学研究科
教授

主たる共同研究者
井田 次郎 金沢工業大学 工学部電気電子工学科 教授
柳谷 隆彦 早稲田大学 理工学術院 先進理工学部 電気・情報生命工学専攻 准教授
平山 裕 名古屋工業大学 大学院工学研究科 電気・機械工学専攻 准教授
研究概要

本研究のねらいは、RFエネルギーハーベスティング技術と圧電トランス技術を融合した周波数高選択ウエイクアップレシーバ―を開発し、システムをウエイクアップ信号で起動して動作するSub uW応用システムを実現することにある。これらにより応用システムがRFEHで得られる平均1uWほどの微小な電力で動作することを実証する。さらに、圧電素子、整流素子やアンテナをSi基板あるいはPCBボード上に集積してシステムの低コスト化を図り、実用化を推進する。

神野 伊策

高効率非鉛圧電薄膜発電システムの実証展開

研究代表者
神野 伊策

神戸大学
工学研究科
教授

主たる共同研究者
前中 一介 兵庫県立大学 工学研究科 教授
吉村 武 大阪府立大学 工学研究科 准教授
山田 智明 名古屋大学 工学研究科 准教授
研究概要

本研究の目的は、大変形および高い加速度・衝撃(高G)環境下で発電可能な非鉛圧電薄膜素子の実現、および充放電可能な薄膜二次電池を集積した自立型電源システムを創出する。これまで限定的な振動環境下でのみ使用可能であった振動発電素子の応用範囲を格段に広げることが可能となる。後半フェーズの目標は以下の通りである。
・大変形、高G環境下で使用可能な圧電薄膜発電素子による無線通信実現
・圧電薄膜振動発電素子と全固体Liイオン薄膜電池を統合した微小電源システム

塩見 淳一郎

メカノサーマル工学による熱電技術の低コスト化と高付加価値化

研究代表者
塩見 淳一郎

東京大学
工学系研究科・機械工学専攻
教授

主たる共同研究者
後藤 真宏 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 主席研究員
岩瀬 英治 早稲田大学 理工学術院 基幹理工学部 機械科学・航空宇宙学科 教授
加藤 慎也 名古屋工業大学 工学研究科・電気・機械工学専攻 助教
研究概要

これまで開発してきたシリコン(Si)ナノ複合焼結材料およびSi系ナノ構造制御薄膜について、熱電ひずみエンジリアンリングの実証・実践を通じて、室温付近での高性能化、バルク化・大面積化、および材料・プロセスの低コスト化を実現し、それぞれを熱回収率の高い面直温度差・伸縮型、および面内温度差・折り紙型のフレキシブル熱電デバイスに仕上げる。これらを通じて、熱電変換技術を低コスト化および高付加価値化することで普及拡大に繋げることを目指す。

李 哲虎

低熱伝導率材料を用いた熱電モジュールの開発

研究代表者
李 哲虎

産業技術総合研究所
省エネルギー研究部門
研究グループ長

主たる共同研究者
水口 佳一 首都大学東京 理学研究科 准教授
末國 晃一郎 九州大学 大学院総合理工学研究院 准教授
黒木 和彦 大阪大学 大学院理学研究科 教授
黒崎 健 京都大学 複合原子力科学研究所 教授
研究概要

本研究課題では、環境中に存在する微小な熱エネルギーの利用を想定したモジュール化技術を開発する。現在、Bi-Te-Sb系材料を用いた室温域で動作する熱電モジュールが既に実用化されているが、近年のエネルギーハーベスト需要の高揚にも関わらず、本モジュールは高価なため、広く普及するに至っていない。そこで、本研究では、前半フェーズで得られた研究成果を活用し、熱電性能が高く、製造コストのより低いBi-Te-Sb系材料の代替材料を用いた熱電モジュールを開発する。

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