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「発電ゴム」、変形させるだけで数百ボルト! リコーなどが新開発

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「発電ゴム」、変形させるだけで数百ボルト! リコーなどが新開発

リコーと東京理科大学工学部 山本貴博准教授らは、圧力や振動により高い発電性能を発揮する新しい柔軟材料「発電ゴム」の開発に成功した。

開発した「発電ゴム」は厚さ数百マイクロメートルの薄いシートで、通常とは組成が異なり、押したり曲げたりして変形すると、瞬間的に数百ボルトの電圧を生じる。また、電気信号を無線で飛ばすことも可能とみられ、応用すれば、体の動きを検知する電源のいらない医療機器センサーや、構造物の変形を知らせる警報装置などが動作可能となるなど、様々な用途が期待される。

従来まで機器設備の圧力・振動センサーなどの電子部品として普及していた圧力による発電材料(圧電材料)は、セラミックスや高分子樹脂などが活用されてきた。セラミックスは、比較的多くの電力が取り出せるものの、壊れやすく重いなどの課題から活用範囲が限られていた。また、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)に代表される高分子樹脂は、薄くすることによる柔軟性はあるが取り出せる電力は微量であった。

しかし、今回リコーが開発した「発電ゴム」は、柔軟性の高いフレキシブルなシート状でありながら、セラミックス圧電材料と同等の高い発電性能を有する新規材料。セラミックスや高分子樹脂の課題を解決し、それぞれの利点である高出力と柔軟性を両立したことにより、その用途は広くなった。

さらに、小さな圧力にも反応する感度と、数百万回の繰り返し負荷試験でも性能劣化がないという耐久性も有している。また、「発電ゴム」は柔軟であることから加工しやすく、セラミックスのような高温加工が不要なため高い生産性が望める。

同社は東京理科大学との共同研究により、「発電ゴム」の発電機構に従来の圧電材料とは異なる最先端の計算化学技術を用いた分子レベルでの発電機構の解析を始めている。

リコーは、センサーを始めとするIoT技術など多方面での活用に向けて、他社技術との融合による新規ソリューションの展開も視野に入れ、この技術の実用化開発を進めている。将来的には、「発電ゴム」の材料の可能性をさらに拡張して将来の多岐にわたる応用展開を目指す。

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