先導研究アウトライン
1.研究目的2.研究概要・内容
   
 1. 研究の目的

 次世代トリリオンセンサ社会に必要不可欠な超高効率の環境振動型発電素子(再生可能エネルギー)の実現を提案する。本研究では、MEMS・マイクロマシン技術の新設計・新工法を新たに導入することで、直径20mm程度の一円玉サイズの面積で発電効率を従来比2桁以上に飛躍的に高めた10mW級の環境発電素子の設計・製作・評価技術を確立することを目的とします。

【研究開発概念図】
→ 拡大図(PDFファイル)
 上図は本研究が描くエレクトロニクス用電力の将来像を示します。最近のMEMS発電素子の出力を外挿し、エレクトロニクスの低電力化傾向との交点を探ると、2030年にはスマートフォンに必要な電力を本研究の発電素子で供給可能になると予想できます。

 これまでに研究がなされてきた多くの振動発電素子は発電効率が非常に低く、電磁モーターで強制励振しても、その発電量は100μW以下でした。そこで本研究では、高密度の固体イオン・エレクトレット技術と大容量のイオン液体可変キャパシタ技術を導入し、発電効率を飛躍的に高めるための技術開発に挑戦します。

   
 2. 研究の概要・内容

 道路や鉄道等の交通インフラ維持管理、工場・家庭・オフィス等での省エネルギー、ウェアラブルセンサによる健康管理等の社会課題を出口イメージとして、超小型メンテナンスフリー無線センサ端末に搭載する振動発電素子の実用化に取り組む。さらに、センサ端末・システムを活用する企業群とコンソーシアムを形成し、振動発電素子の国際標準・認証規格への貢献も視野に入れて、次期の本格研究に向けた目標と指針を導出する。

 高効率MEMS振動発電デバイス(Micro Energy Harvester)先導研究の研テーマ及び研究実施機関は次の通り。

高密度固体イオンエレクトレットのエナジーハーベスタ応用
  (担当:静岡大学)

大容量イオン液体可変キャパシタ技術のエナジーハーベスタ応用
 (担当:鷺宮製作所)

高効率エナジーハーベスタの開発
 (担当:鷺宮製作所、東京大学)

交通インフラでの振動発電デバイスの導入開発
 (担当:マイクロマシンセンター)

オフィス・工場等での環境発電デバイスの導入開発
 (担当:ダイキン工業)

標準化の戦略立案
 (担当:マイクロマシンセンター)

プロジェクト推進及び研究支援
 (担当:NMEMS技術研究機構)

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