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富士通研究所 光と熱から発電できるハイブリッド型発電デバイスを開発

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富士通研究所は、光と熱のいずれからも電力を取り出せる、新しいハイブリッド型の発電デバイスを開発した。これにより、従来は別々のエネルギー源として利用していた光と熱を1つの発電デバイスで利用でき、光環境と熱環境という2倍の環境で発電可能となった。また、従来はそれぞれのエネルギー源に対応する発電デバイスを複数組み合わせる必要があり、コストが高くなるという課題があったが、安価な有機材料の使用により製造コストが大幅に削減できるメリットもある。今後は、ハイブリッド素子の性能向上と量産化技術の開発を行い、2015年頃の実用化を目指す。

同技術は、エネルギーハーベスティング(環境発電)の分野での応用が期待されている。エネルギーハーベスティングは、光や熱、振動など、周りの環境からエネルギーを回収して電力に変換する技術。次世代の新しいエネルギーとして注目されている。エネルギーハーベスティングが実現し電力を自給自足することができれば、電気の配線や電池交換などのメンテナンスが不要になるため、幅広い分野や地域への普及が進むと考えられている。例えば、ビルのエネルギー管理に応用することで、省エネ・ゼロエネに繋がると期待されている。

ただし、エネルギーハーベスティングで発電できる電力は、発電所や電池から供給される電力と比較して微少であるため、ICT機器で利用するためにはより多くの発電が可能なデバイスが必要となる。また、光や振動は常に周りの環境に存在するものではないため、その都度、存在する周辺環境から効率よくエネルギーを得ることで、24時間365日利用できるデバイスへのニーズが高まっていた。

今回開発されたハイブリッド型発電デバイスは、エネルギーハーベスティングのエネルギー源として、最も身近で応用範囲が広い光と熱に着目して作られた。特長としては、光環境と熱環境時それぞれの場合に、2つの半導体材料の接続を回路的に切り替えることで、光電池と熱電素子の2つの機能を実現した点と、光発電と熱発電の両方で発電可能な有機材料を開発した点が挙げられる。これにより、室内光でも発電能力が高く、熱でも発電が可能となった。

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