非鉛・無鉛圧電材料における発電特性向上・ 圧電評価と振動発電 - Tech

★環境に優しい鉛フリー材料で発電特性を向上・効率化する方法とは?素材に適した構造制御方法とは!
★振動発電デバイスへの応用を中心に、圧電特性を向上させる方法、各種非鉛材料に適した評価方法を探る!
★難しい振動圧電素子の薄膜化・評価方法を確立するためには?最適な圧電素子の形状とは?
【セミナー番号 S20327】
非鉛・無鉛圧電材料における発電特性向上・
圧電評価と振動発電デバイス応用
~粉末評価測定や熱消光メカニズムを知りLED寿命強化のポイントを探る~
【会 場】 東京中央区立産業会館 4F 第2集会室【東京・日本橋】
●都営新宿線 馬喰横山駅 地下通路経由 B4出口 5分 (道案内2)、 JR総武快速線 馬喰町駅 東口改札経由 C1出口 5分 (道案内3) ほか
【日 時】 平成24年3月28日(水) 11:00-16:00
【聴講料】 【早期割引価格】1社2名まで51,450円(税込、テキスト費用を含む)
※但し3月14日までにお申込いただいたTech-Zone会員に限る。会員登録は無料
※3月14日を過ぎると【定価】1社2名まで54,600円(税込、テキスト費用を含む) となります
◆同一法人より3名でお申込みの場合、75,600円
◆昼食代は選択制となります。一人につき1,050円加算
第1部 非鉛圧電材料における発電特性向上のための新材料設計指針の提案とその実際
【11:00-12:15】
講師 山梨大学大学院 医学工学総合研究部 工学博士 教授 和田 智志 氏
【講演主旨】
振動エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電発電には共振状態と非共振状態での応用に大別できるが、本講演では非共振での応用を目指した圧電発電素子とそのための材料設計方針につい
て講演する。まず、種々の材料定数を有する圧電材料を用いて同一形状のユニモルフ型圧電素子を作製しその発電特性を評価した結果、どのような材料定数が発電特性に寄与するのかが明らかと
なり、それらを用いたFigure of Merit(FOM)を提案する。次に、このFOMに基づき、発電特性の向上に最適な圧電発電材料とその素子形状について報告するとともに、その設計指針に基づき新規発電
材料を開発した結果についても報告する。
【プログラム】
1.背景
1-1 現在の圧電発電における問題点、および他の振動発電素子
との比較
1-2 圧電発電材料におけるFOMに関する報告
2.圧電発電素子をその発電特性評価
2-1 変位拡大機構としてのユニモルフ素子
2-2 インピーダンスマッチングのための可変抵抗回路
2-3 実際の発電特性評価法とその測定条件
3.発電特性の評価と解析
3-1 ユニモルフ型素子を用いた発電特性測定
3-2 発電特性の解析と問題点
3-3 圧電発電における新規FOMの提案
4.新規FOMに基づく新材料設計指針
4-1 新規FOMに基づく新材料設計指針の提案
4-2 実際の新材料の開発
4-3 新材料を用いた圧電発電特性評価
4-4 その解析と新提案素子の今後
5. 圧電発電における今後への展望 【質疑応答】
第2部 振動発電素子の高効率化と応用展開 【13:15-14:30】
講師 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 電子物理工学分野 吉村 武 氏
【講演主旨】
圧電方式の振動発電素子の試作が多く行われているが,1%を超える発電効率を持つ素子は実現されていない.その理由の一つに代表的圧電材料である鉛系強誘電体や窒化アルミニウムが,発電応用
を考慮して開発されてきた材料ではないことが挙げられる.一方で振動発電では圧電体の薄膜化が望まれるが,圧電体薄膜の特性の標準的な評価方法が確立されておらず物質開発も容易ではない.本
講演では,振動発電応用の効率向上に向けた物質科学的アプローチを中心に議論する。
【キーワード】
1.非鉛圧電体
2.圧電薄膜評価
3.MEMS
2-3 高効率化
2-4 素子の試作例と動作特性
【プログラム】
1.振動発電の紹介
1-1 振動発電の魅力と可能性
1-2 圧電方式の利点・課題
2.圧電MEMS振動発電素子
2-1 圧電体薄膜の特性・セラミックスとの違い
2-2 圧電MEMS振動発電素子モデル
3.振動発電用圧電体薄膜
3-1 圧電体薄膜の振動発電用特性評価技術
3-2 高効率化に向けた振動発電用圧電体薄膜の提案
3-3 ビスマス系強誘電体薄膜の圧電特性
3-4 さらなる特性向上に向けて(薄膜におけるドメインエンジニアリン
グなど)
4. 今後の展望とまとめ
【質疑応答】
第3部 振動発電用環境フレンドリー高性能無鉛圧電体薄膜の開発 【14:45-16:00】
※ 本講は総勢4名様で交代でのご講演になります。ご了承ください。
講師 独立行政法人物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 光・電子材料ユニット
機能相関材料グループ グループリーダー 木村 秀夫 氏
講師 東京工業大学大学院 理工学研究科 材料工学 専攻 助教 武田 博明 氏
講師 湘南工科大学 工学部 人間環境学科 教授 眞岩 宏司 氏
講師 芝浦工業大学 工学部 電子工学科 准教授 山口 正樹 氏
【講演主旨】
原発事故から電力不足問題が深刻化し、新たな電力資源が求められています。これにはエネルギーハーベスト(環境発電)の視点が重要で、農村型の太陽光発電、風力発電が代表的ですが、圧電体
を用いた振動発電も大都市型のシステムとして有望で、それには非鉛圧電体の利用が望まれます。
今回文部科学省大学発グリーンイノベーション創出事業グリーン・ネットワーク・オブ・エクセレンス(GRENE)事業先進環境材料分野「低炭素社会の実現に向けた人材育成ネットワークの構築と先進環
境材料・デバイス創製」の中で、「新規鉛フリー圧電体材料開発と高周波振動発電デバイスの実証」研究がスタートしたので、課題が目指す方向と関連する研究について紹介します。8機関からなる小
規模5年プロジェクトで、東京近郊の参加者の講演を含めます。
【キーワード】
1.圧電体振動発電
2.非鉛圧電体利用
3.薄膜利用
4. 周波数最適化
5.発電効率向上の可能性
6.圧電体の屋外利用
【プログラム】
1.GRENEにおける圧電体エネルギーハーベストプロジェクト
1-1 GRENEとは
1-2 エネルギーハーベストプロジェクトの狙い
2.NIMSにおける研究開発
2-1 非鉛圧電体単結晶・薄膜の作成
2-2 非鉛圧電体単結晶・薄膜の強誘電体・圧電体評価
株式会社AndTech
FAX番号 050-3737-0199
【e-mail】 [email protected]
右記項目にご記入のうえ、FAXにてご送付ください。
3.他の4機関の研究開発概要
3-1 龍谷大学における非鉛圧電体単結晶・薄膜研究
3-2 奈良先端科学技術大学院大学における圧電体薄膜研究のト
ピック
3-3 ファインセラミックスセンターにおける圧電体第一原理計算
3-4 神戸大学における振動発電研究と成果
4.東京工業大学における非鉛圧電体研究と振動発電
4-1 d31を用いた振動発電の原理
4-2 非鉛圧電体と振動発電結果
5. 芝浦工業大学における圧電体研究
5-1 プロトンビームライン
5-2 プロトンビームラインによる圧電体厚膜パターンニング
6. 湘南工科大学における圧電体研究
6-1 焼結体による振動発電アプローチ
6-2 焦電体を用いた温度変化発電 【質疑応答】
受講者名1: 受講者名2:
昼食の有無 □あり □なし
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