Research/NEDO-MEH/Poster 2015

2019-02-17 (日) 23:27:44 (298d)

トリリオンセンサ社会を支える高効率MEMS振動発電デバイスの研究
A Study on High Efficiency MEMS Micro Energy Harvesters for Trillion Sensor Society

研究開発の背景
R&D Background

社会・交通インフラモニタリング用無線センサや、ウェアラブル端末・ヘルスケア端末に代表される未来社会技術を実現するため、年間1兆個の超小型センサを生産・消費するトリリオンセンサ時代の到来が予想されています。本研究では、超小型メンテナンスフリー無線センサ端末に必要不可欠な、MEMS発電素子の実現に取り組みます。

So-called trillion-sensors era is around the corner, where we consume trillions of sensors a year to support various types of near-future sensor applications for social infrastructures, traffic systems, wearable computers, and health-care devices. This project develops MEMS energy harvesters that is the most essential component in maintenance-free wireless sensor nodes.

研究開発の内容と目標
Project Objectives

本研究では、独創的な高密度固体イオンエレクトレット技術と、大容量イオン液体可変キャパシタ技術を新たに導入したMEMS振動発電デバイスを開発します。直径20mm程度の一円玉サイズの面積で、発電効率を従来比2桁以上に飛躍的に高めることで、2020年には10mW級の振動発電を可能にするためのデバイス設計・製作・評価技術を確立します。

We employ the novel high-density solid-ion electret technology and the liquid-ion capacitor technology to develop MEMS energy harvesters. Power-conversion efficiency is 100 times improved from the conventional types by the newly developed design, fabrication, and characterization technology, thereby targeting 10-mW class energy harvester by year 2020.

研究開発項目
R&D Items

  1. 高電荷密度シリコンエレクトレット   
  2. 大容量イオン液体可変キャパシタ
  3. 高効率エナジーハーベスタ
  4. 交通インフラに適したハーベスタ
  5. オフィスや工場に適したハーベスタ
  1. High density silicon electret
  2. High capacity liquid-ion variable capacitor
  3. High efficiency energy harvester
  4. Energy harvester for traffic infrastructure
  5. Energy harvester for office and factory

研究開発の実施体制
Organization

  • 技術研究組合NMEMS技術開発機構(高効率MEMS研究所)
  • 国立大学法人東京大学
  • 国立大学法人静岡大学
  • 株式会社鷺宮製作所
  • ダイキン工業株式会社
  • オムロン株式会社
  • 一般財団法人マイクロマシンセンター
  • NMEMS Technology Research Organization (High Efficiency MEH Research Institute)
  • The University of Tokyo
  • Shizuoka University,
  • Saginomiya Seisakusyo, Inc.
  • Daikin Industries, Ltd.
  • Omron Corp.
  • Micromachine Center

説明図面
Figures

Figure1.png
図1 MEMS振動発電素子の供給電力とモバイル・エレクトロニクス消費電力のロードマップ
Figure 1 Roadmap for energy harvesting power supply and mobile electronics power demands


Figure2.png
図2 超高効率MEMS振動発電素子の構造と電池状エナジーハーベスタ素子への応用
Figure 2 Structure of ultra high efficiency MEMS vibrational energy harvester to replace batteries