IoTセンサに向けた環境発電デバイスの開発と展望

第1部 最近のエネルギーハーベスト技術動向

(2020年10月19日 10:15〜12:15)

エネルギーハーベスティングの実用化は、10年前に予想されたほどは進んでいないが、近年、様々な実用化事例が登場し、事業の成功要因、失敗要因も分かってきた。一方で、5年ほど前から、エネルギーハーベスティング分野への政府の研究開発支援が強化され、その中かから有望な技術シーズも生まれている。本講義では、最近のエネルギーハーベスティング技術動向を俯瞰し、今後を展望する。

1. エネルギーハーベスティングとは
2. 有望な国内の研究シーズ
   1. JST CREST/さきがけ複合領域「微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出」
   2. JST A-STEP戦略テーマ重点タイプ「IoT、ウェアラブルデバイスのための環境発電の実現化技術の創成」
   3. 文部科学省地域イノベーション・エコシステム形成プログラム「楽して安全、振動発電を用いた電池フリー無線センサの事業化とその応用展開」
   4. その他 (NEDO事業など)
3. エネルギーハーベスト技術の最新国内外実用化動向
   1. 光発電
   2. 振動発電
   3. 熱電発電
   4. 電波発電
   5. 関連技術
4. エネルギーハーベスティングコンソーシアムの活動
• 質疑応答

第2部 環境振動でIoTセンサを駆動するMEMSエナジーハーベスタの開発と今後の展望

(2020年10月19日 13:00〜14:40)

　世の中のあらゆる「モノ」の状態を小型センサで把握し、その全てをインターネットにつなぐ IoT(Internet of Things) 技術は、 ビッグデータとの相乗効果によって我々の暮らしをより豊かにするであろうと期待されています。 　小型センサは MEMS 技術の進化に伴って、これまで多くの製品が世の中に登場しています。ところが、IoT社会はほとんど実現できていないのが現状です。 　我々は、IoT社会の本格的な実現を目指して、高効率MEMSエネルギー変換技術によって、身の回りの微小な環境振動を電力に変換するメンテナンスフリーの小型自立電源の研究開発を行っています。 　本講演では、現時点で世界最高レベルのエネルギー回収効率92%を実現した手法を明らかにするとともに、実用化に向けた取り組みについてご紹介いたします。

1. 研究背景
   1. 社会インフラの現状
   2. 工場、プラントの現状
2. MEMS高効率発電
   1. MEMSとは
   2. MEMSエレクトレット
   3. 発電理論による設計指針
   4. MEMS振動エネジーハーベスタ
3. 回路技術
   1. エネルギーマネジメント回路
   2. 低消費無線技術
4. IoTセンサ
   1. センサネットワークの現状
   2. 振動発電応用
5. まとめと今後の展望
• 質疑応答

第3部 フィルム型ペロブスカイト太陽電池の開発とセンサ電源としての可能性

(2020年10月19日 14:50〜16:50)

　ペロブスカイト太陽電池が塗布で作製可能な太陽電池として注目を集めています。本講演では、材料化学の観点から、本太陽電池の高性能化に取り組んでいる我々の研究開発について紹介します。さらに、フィルム型太陽電池として、IoTセンサーをはじめ、様々な電源としての実用化の展望と課題についてお話しします。

1. ペロブスカイト太陽電池の研究背景
2. 高純度化材料の開発
3. 電荷回収材料の開発
4. セル・モジュールの開発
5. ペロブスカイト太陽電池の実用化の展望
• 質疑応答