未利用エネルギー有効活用に向けた逆磁歪発電のFeメタ磁性による新方式開拓

开发利用Fe超磁性的逆磁致伸缩发电新方法，有效利用未使用的能量

• 批准号: 22656151
• 负责人: 藤田 麻哉
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22656151/
• 关键词: 未利用エネルギー; 逆磁歪効果; 誘導起電力; 磁気相転移; 圧力効果

本研究では、現在、未利用エネルギーの活用として波浪エネルギーや人間の踏圧エネルギーなどの利用が検討されている。これらを電力変換する方式の一つである、応力-磁気の結合を誘導法により電力変換する「逆磁歪発電」に注目し、全く新しい原理としての磁性1次相転移の利用を提唱する。本年度は、材料探索としてLa(Fe_xSi_<1-x>)_<13>化合物に注目した。本化合物はFe高濃度側においてTcでの強磁性-常磁性1次相転移が発生し、急峻な磁化変化が発生することが確認されている。圧力効果により相転移を誘起することが本テーマの主眼であるが、磁化変化の急峻性は誘導起電力を増大させる一方で、磁化変化発生に要する応力の閾値Pminが先鋭化するため、Pmin以下の応力を変換に使えない。磁化変化を緩やかにすると、起電力は減少するが、変換にかかる応力範囲が広がる。これまでの研究からは、Fe濃度を減少させたときに、相転移の次数が1次から2次に変化する臨界濃度はx=0.86近傍と判明している。そこでまず、x=0.86近傍の組成の化合物について、Tc近傍における磁化の温度変化を算出し、圧力を印加した場合の変化について評価した。その結果、x<0.86およびx>0.86の試料ではそれぞれ2次および1次の転移モードに変化は生じないが、x=0.86では圧力増加とともに1次相転移の性質が強まり、磁化の温度変化が急峻になることがわかった。この結果を換算すると、0.2T/MPa程度となり、標準体重が片足爪先にかかった場合に約1T程度となり、比較的大きな誘導起電力が期待できる。なお、23年度には材料デザインの検討を繰り越し課題として実施した。

This study discusses the utilization of existing and unused energy sources and the utilization of energy sources. The first phase shift of the magnetic field is introduced by the method of induction of the combination of magnetic force and magnetic force, and the second phase shift of the magnetic field is introduced by the principle of inverse magnetic deflection. This year, the material exploration and La(Fe_xSi_<1-x>)_<13>compound are focused on. It is confirmed that the ferromagnetic-paramagnetism phase shift occurs in the high Fe concentration side of the compound, and the rapid magnetization occurs. The threshold Pmin of the force required for the generation of magnetization is increased by the acceleration of magnetization. Magnetization is slow, power is reduced, and power is reduced. The critical concentration x=0.86 is determined by the number of times the Fe concentration decreases and the number of times the phase shifts. For example, x=0.86 near the composition of the compound, Tc near the magnetization temperature change calculation, pressure change in the case of evaluation The results are as follows: For samples with x&lt;0.86 and x&gt;0.86, the phase shift of x = 0.86 is stronger than that of x = 0.86, and the phase shift of x=0.86 is stronger than that of x =0.86. The results are converted to 0.2 T/MPa, standard weight is about 1T, and the induced power is expected to be larger than the standard weight. In 2013, the company launched a new research project on the development of new materials.

项目成果

Small Hysteresis Behavior in La(Fe_<0.86>Si_<0.14>)_<13>H_<1.1> after Sharpening of The Itinerant Electron Metamagnetic Transition by External Pressure

外压锐化流动电子变磁跃迁后La(Fe_<0.86>Si_<0.14>)_<13>H_<1.1>的小磁滞行为

• 发表时间: 2010
• 作者: 藤田麻哉;他2名
• 通讯作者: 他2名