Study on practical application of high-efficiency vibration power generationdevice using piezoelectric element

压电元件高效振动发电装置的实际应用研究

• 批准号: 22560232
• 负责人: FUJIMOTO Shigeru
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tokyo City University (2011-2012)Shonan Institute of Technology (2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22560232/
• 关键词: 音響エネルギー; 振動エネルギー変換; 圧電素子; ピエゾ素子; 鉛フリー素子; 発電; 振動発電; 添加剤; 積層構造; 構造物振動; 振動エネルギー; 電気エネルギー変換; 振動発電試験; 振動試験

Power generation characteristics of PZT elements doped with niobium (Nb) to improve its electrical properties under vibration loads are evaluated by vibration tests. It is identified that Nb doping concentration to achieve maximum electric power generation is 1.0 mol%. Next, it is confirmed that the PZT element doped with Nb has sufficient durability of up to 10 million cycles by durability vibration tests. Moreover， power generation characteristics are greatly improved by using laminated PZT elements. In this study, the electric power of about 8 mW is obtained by using the laminated PZT element of 7 layers. It is confirmed that very high electric power can be obtained by using the laminated PZT element as the vibration generating device.

通过振动试验研究了掺铌改善压电陶瓷电性能的压电元件在振动载荷下的发电特性。确定实现最大发电量的Nb掺杂浓度为1.0摩尔%。接着，通过耐久性振动试验，确认了掺杂有Nb的PZT元件具有高达1000万次循环的足够耐久性。此外，通过使用叠层PZT元件，发电特性大大改善。在这项研究中，通过使用7层的叠层PZT元件获得约8mW的电功率。可以确认，通过使用叠层PZT元件作为振动产生装置，可以获得非常高的电功率。

项目成果

Characterization of the piezoelectric power generation of PZT ceramics under mechanicalforce,Proc. of Symposium on Design, Test

机械力作用下PZT陶瓷压电发电的表征，Proc。

• 发表时间: 2013
• 作者: S. YAMAGISHI,S. FUJIMOTO,M. ICHIKI;T. KITAHARA and T. MORITA
• 通讯作者: T. KITAHARA and T. MORITA

構造物振動を利用した発電手法に関する研究(添加剤種類が圧電素子の発電特性に及ぼす影響)

利用结构振动发电方法的研究（附加类型对压电元件发电特性的影响）

• 发表时间: 2011
• 作者: 藤本滋;一木正聡;北原時雄;矢野聡
• 通讯作者: 矢野聡

構造物振動を利用した発電手法に関する研究(積層化された圧電素子の発電特性)

利用结构振动的发电方法研究（层叠压电元件的发电特性）

• 发表时间: 2013
• 作者: 藤本滋;一木正聡;北原時雄,森田剛;石原博;藤本滋,一木正聡,北原時雄,山岸昇平
• 通讯作者: 藤本滋,一木正聡,北原時雄,山岸昇平

構造物振動を利用した高出力発電素子に関する研究（鉛フリー素子の発電特性）

利用结构振动的高输出发电元件的研究（无铅元件的发电特性）

• 发表时间: 2013
• 作者: S. YAMAGISHI,S. FUJIMOTO,M. ICHIKI;T. KITAHARA and T. MORITA;山岸昇平;藤本滋
• 通讯作者: 藤本滋

構造物振動を利用した発電手法に関する研究（積層化された圧電素子の発電特性）

利用结构振动的发电方法研究（层叠压电元件的发电特性）

• 发表时间: 2013
• 作者: S. YAMAGISHI,S. FUJIMOTO,M. ICHIKI;T. KITAHARA and T. MORITA;山岸昇平
• 通讯作者: 山岸昇平