電流電圧の協奏を目指す新奇なバイナリー創エネ材料の研究

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IoT社会を見据えた現在、電池不要化技術すなわち環境発電に関心が集まり、各種の環境発電方式が出揃いつつある。しかし、出力源の偏在性（場所、時間、連続性など）や発生電力に注目するあまり、基本となる電流と電圧の関係性についての科学的関心がいっそう希薄になってきた。例えば、太陽光発電、温度差発電、振動発電といった代表的な発電方式では、それぞれ室内光への対応、温度差の確保、製造コストの削減などが克服すべき技術課題として挙げられ、小さな発電出力密度を補うために、昇圧コンバーターの改良など回路設計が研究開発の中心になりつつある。これに対して本研究では、環境発電に関して従前にない「電流と電圧の協奏」に着眼した材料創製に取り組むことを目的とする。初年度は無機セラミックフィラーを含む高分子複合材料をモデル材料にして、外部から動的歪みを与えた場合の内部電位の可視化や界面の絶縁耐性の評価に成功した。そこで、本年度２年次には、さらに機械的変形量が増大する見込みのある空隙がある各種セルラー材料を付加製造技術によって新たに作製し、その変形挙動を評価および解析した。また、振動発電に及ぼす性能指数として、第３相のフィラー添加による複合材料組成の変性にも取組み、材料内部に化学応力を誘起した各種材料を合成し、振動発電量に及ぼす影響を調べた。一方、焦電／電気熱量効果による電流／温度変化を精密評価するための評価技術の獲得にも着手した。以上の成果を取りまとめて論文発表および学協会発表を行なった。