成果報告書詳細
管理番号20150000000804
タイトル平成23年度ー平成27年度成果報告書 先導的産業技術創出事業 11B04014c 強誘電体MEMSによる高効率振動発電素子の開発 平成27年度最終
公開日2016/4/22
報告書年度2011 - 2015
委託先名公立大学法人大阪府立大学
プロジェクト番号P00041
部署名イノベーション推進部
和文要約(100)配向を有するBiFeO3薄膜を用いた圧電MEMS振動発電素子を作製し、電気的および機械的特性の評価を行った。素子構造を最適化することで、発電特性は41mW/cm3/G2 (Gは重力加速度)が得られた。これは最終目標値の41倍に相当する。また動的モデルを構築し発電効率を解析する方法を確立させた。その結果、素子の発電効率は20%であることが明らかになり、最終目標値の2倍の特性を得ることに成功した。またこれは発電効率の理論値の80%に相当するものであり、本研究で着目したBiFeO3薄膜は振動発電応用にきわめて適した特性を有していることを示すことができた。
英文要約The piezoelectric MEMS vibrational energy harvesters using (100) oriented BiFeO3 films were fabricated and the electrical and mechanical properties were investigated. By the optimization of the device structure, the electric power density of 41mW/cm3/G2 (G: acceleration of gravity) was obtained, which corresponds to the 41 times target value of this study. Moreover, the dynamic model of the harvester was made and analysis method to determine the efficiency was established. As the result, it was revealed that the efficiency of the harvester was 20%, which corresponds to the 2 times target value of this study. This efficiency is equivalent to the 80% of the theoretical limit of the vibrational energy harvesters, which indicates that BiFeO3 films have suitable properties for the vibrational energy harvesting application.
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