2022年度公募 seeds-2550 - 【東海】 高温環境でのIoTを可能にする熱電モジュール
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VISION

ビジョン

高温でも安定して発電できる小型熱電モジュールの開発

環境発電により高温でIoT機器を稼働させ、高温環境のシステムを管理する

データを取得・解析することで、システムの効率的運用が可能になる。データの取得にはセンサーや通信デバイスが必要であり、そられを動かすための電源が不可欠である。材料の製造現場などは高温環境に置かれているが、高温環境に置かれたシステムは複雑な場合が多くIoTによる管理が有効である。しかし高温環境に対応したメンテナンスフリー電源はほとんどない。本研究では高温環境に対応できる環境発電電源を開発し、データの取得によるシステム管理の基盤技術とする。

USE CASE

最終用途例

高温製造現場のIoT化を実現する環境発電電源

USE CASE 01製造装置などの高温環境でIoTデバイスを稼働させるメンテナンスフリー電源の開発

APPLICATION

APPLICATION

高温製造現場のIoT管理のための熱電モジュール

材料の製造を高度に管理するには高温の製造装置のIoT化が不可欠である。製造装置の状況を計測するセンサーを稼働させるために、高温でメンテナンスフリーで稼働する熱電モジュールを開発する。

STRENGTHS

強み

温度差の確保と直列数の向上を実現

STRENGTHS 01

温度差の確保と直列数の向上を実現

熱電モジュールの出力は温度差の2乗と直列数に比例する。本モジュールでは、金属基板上に高性能熱電膜を作製し、デバイス内熱電膜配置設計により直列数を増加させ、デバイス配置設計により温度差の確保する。

TECHNOLOGY

テクノロジー

高性能膜を作製するとともに、膜の配置に注目する

TECHNOLOGY 01

高性能膜作製と熱電膜配置技術

超伝導に関して薄膜を作製してきた。平成28年度低温工学・超電導学会 奨励賞、第37回(2015年度)応用物理学会論文奨励賞第6回(2014年度) 応用物理学会超伝導分科会研究奨励賞、第2回応用物理学会超伝導分科会論文賞, 第23回(2007年秋季)応用物理学会講演奨励賞などの表彰を受けている。超伝導で開発してきた膜技術を熱電に展開するとともに熱電モジュール専用の技術も開発している。

PRESENTATION

共同研究仮説

計測デバイスとして動作確認、量産プロセス開発

共同研究仮説01

センサや通信デバイスと組み合わせて計測デバイス化、量産化

センサや通信デバイスと組み合わせて計測デバイス化、量産化

MEMSメーカーやセンサーメーカーと共同研究を行い、低消費電力センサや通信デバイスと組み合わせ計測デバイスを開発する。また熱電モジュール単体での製品化も視野に電子部品メーカとの共同研究も想定している。

EVENT MOVIE

イベント動画

RESEARCHER

研究者

堀出朋哉 九州工業大学大学院
工学研究院物質工学研究系
(准教授)
経歴

2008-2012 日立製作所中央研究所

2012-2017 九州工業大学助教

2017-    九州工業大学准教授

研究者からのメッセージ

高温製造現場でのデータ取得のための環境発電電源を開発する

高温製造現場でのデータ取得は材料等の製品の品質管理を向上させ、高信頼化、低コスト化、省資源化につながる。これを実現するうえで、計測・通信を行うIoTデバイスが必要であり、これを動作させるための電源が不可欠である。これまで開発してきた膜技術を発展させ新しい熱電モジュールを開発する。