出展概要

イオンを利用した新規振動発電素子を紹介する。イオンに電圧を印加した際に形成される電気二重層を、エレクトレット(永久電荷)化した新材料を使い、その材料を電極で挟んだ振動発電素子を作製した。この電気二重層エレクトレットを利用した振動発電素子は、10Hz以下の極低周波から1mW/cm²以上の発電をすることができる。

JST支援プログラム名称・期間

さきがけ「微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出」「イオン液体ゲルによる新奇メカノエレクトリック変換の解明と応用展開」（平成29年度～平成32年度）

共同研究者情報

• （株）鷺宮製作所　主査　三屋 裕幸

出展概要

自然環境に存在する熱を電気に高効率に変換できる熱電材料の創製を目指します。環境及び生体熱エネルギーの利用の観点から、特に室温付近の変換効率を従来材料よりも飛躍的に向上させます。その実現のため、我々は熱伝導率を効果的に低減する原子の大振幅振動と孤立電子対の新しい活用方法を確立します。また、計算シミュレーションにより最適な電子構造を持つ物質を設計します。実験と計算が密接に連携し、室温での熱電性能が従来物質よりも飛躍的に向上した新材料を創製します。

JST支援プログラム名称・期間

CREST「微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出」「ラットリングとローンペアの融合的活用による熱電材料の開発」（平成28年度～31年度）

出展概要

我々は、磁気的な性質を制御することにより、環境豊富な鉱物などの熱電的性質、すなわち廃熱などを有用な電気に変換する性能、を高機能化することに成功しております。その高性能化原理の説明や、鉱石の標本、そのような鉱物をベースにしたオリジナルな熱電変換材料を用いて作製したモジュールを使い熱電発電の実験を見せたいと思います。また、材料の熱伝導率が熱電変換性能に及ぼす作用も明示したような発電実験もお見せします。

JST支援プログラム名称・期間

CREST「微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出」「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」（平成27年度～30年度）

共同研究者情報

• 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　熱エネルギー変換材料グループ　
  主幹研究員　辻井 直人

出展概要

近年注目を集める熱電変換用材料の中でも、フレキシブル用途に期待が集まるカーボンナノチューブ（CNT)についての解説を行う。CNTはシート状に成型が容易で高い電気伝導度と大きなゼーベック係数から高い変換効率が期待できる。本展示では、最近の研究の進展である大気下安定n型CNTシートを組み込んだCNT熱電発電シートで実際にどの程度発電するかの実演を行う。

JST支援プログラム名称・期間

さきがけ「微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出」「半導体性単層CNTからなる熱電変換シートの創製」（平成27年度～平成30年度）

出展概要

IoT用センサーの自立電源としての応用等を目的として、熱電発電デバイスに、機械的特性と熱電特性を複合した新しい機能を材料レベル（材料内部のナノ構造や局所ひずみを利用して安価材料を高効率化）とデバイスレベル（熱電性能を犠牲にせずに発電モジュールを超柔軟化）で付加することを目的に研究を行っています。これによって、費用対効果および複雑熱源（粗面・曲面・伸縮面）での設置性・熱回収性を向上し、熱電発電技術の実用化と普及を加速させることを目標としています。今回の展示では、熱電材料開発に関するパネルと、伸縮型熱電発電デバイスの展示を行います。

JST支援プログラム名称・期間

CREST「 微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出」「メカノ・サーマル機能化による 多機能汎用熱電デバイスの開発」（平成28年度～31年度）

共同研究者情報

• 早稲田大学　理工学術院　機械科学専攻　准教授　岩瀬 英治