第1部 「環境発電技術の現状と高出力エレクトレット振動発電デバイスの開発」

(2021年6月29日 10:00〜12:00)

　近年、エネルギーハーベスティング (EH) 技術が着実に進化してきており、発電量も向上し、そのアプリケーションは機械・インフラの監視から電池レス・ウエアラブルデバイスの駆動へと広がりつつあります。
　本講演では、環境発電の意義、環境振動発電の原理を概観するとともに、環境発電の応用先について解説します。また、量子化学計算を援用した新しいエレクトレット材料の開発、エレクトレットを用いた環境発電デバイスの開発、ウエアラブルデバイスへの適用、環境発電に関する国際標準化の状況について解説します。

1. 環境発電
   • IoTデバイスの電源としての環境発電
   • 環境発電の応用例
   • 力学的エネルギーを用いた環境発電
   • 機械振動・人の運動に伴う振動の特性
2. 環境振動発電の原理
   • 発電器の駆動形式
   • 電磁誘導、圧電、静電誘導の理論発電密度
   • エレクトレット発電の原理
3. 新しいポリマー・エレクトレット材料の開発
   • アモルファスフッ素樹脂を用いたエレクトレット
   • 量子化学計算を援用した新しいエレクトレット材料の開発
4. エレクトレットを用いた環境振動発電デバイス
   • MEMS技術を用いた振動発電デバイス
   • 回転型エレクレット発電機
   • 非線形電源回路を用いた発電出力の向上
   • ウエアラブルデバイス適用のための人体運動の解析
5. 環境発電の国際標準化
   • IEC TC47/WG7での審議状況
6. まとめ
• 質疑応答

第2部 「3次元微細形状を有するポリマー振動発電デバイスの開発」

(2021年6月29日 12:50〜14:20)

　静電・圧電・電磁・磁歪など、様々な発電原理の振動発電デバイスがありますが、その多くは無機材料で構成されています。本講演ではフレキシブル・大面積・低コストなどが期待できるポリマー材料を用いた振動発電デバイスについて、用いられるポリマー材料やデバイスの構造および微細加工技術を基盤とした作製方法、さらに評価結果によるデバイスの特徴分析、将来展望について解説します。特に、圧電型と摩擦帯電型の発電デバイスについて製作・評価例を紹介します。

1. 振動発電におけるポリマーデバイスの位置付け
2. 圧電ポリマーと微細3次元構造を用いた振動発電
   1. 圧電バイモルフ型発電デバイスの原理
   2. ポリマー材料の微細加工 (3次元リソグラフィ)
   3. デバイスの製作工程
   4. デバイスの評価結果とベンチマーク
3. ポリマー材料の摩擦帯電を用いた振動発電
   1. 微細凹凸接触界面型発電デバイスの原理
   2. デバイスの製作工程
   3. デバイスの評価結果とベンチマーク
4. 今後の展望
• 質疑応答

第3部 「磁歪式振動発電デバイスの開発とその応用研究」

(2021年6月29日 14:30〜16:00)

　身の回りの振動や動きから電気エネルギーを取り出す振動発電が注目されています。磁歪材料を利用した振動発電デバイスは、シンプルで堅牢、高効率、高感度な特徴を有し、無線センサやIoTモジュールの電源として大きな期待が寄せられています。
　本講演では、このコア材料である鉄ガリウム合金からデバイス構造、発電の原理、特徴、その無線センサやIoTへの応用、将来展望について解説します。また事業化活動の現状や課題、大型化による電力回生や再生可能エネルギーなどの可能性についても言及します。

1. 逆磁歪効果と鉄ガリウム合金
2. 発電デバイスの構造と原理、特徴、性能など
3. 電池フリー無線センサの応用例
4. 事業化活動の現状と課題
5. 大型化による電力回生、再生可能エネルギーの可能性
• 質疑応答