芝浦工業大学は、体温と外気温とのわずかな温度差で、安定した発電が可能な装置とその製造方法を開発した。断熱性のあるメラミンスポンジを封止材としたモジュール構造により、体温と外気温との温度差を保つことができる。
芝浦工業大学は2021年7月19日、体温と外気温とのわずかな温度差で、安定した発電が可能な装置とその製造方法を開発したと発表した。同大学工学部 教授の苗蕾氏による成果だ。
ウェアラブル電子デバイスの普及により、人体熱で発電する熱電発電機の開発が期待されている。今回の研究では、断熱性に優れたメラミンスポンジを封止材として使用したモジュール構造を新たに考案。この構造を用いた熱制御により、体温と外気温との温度差を保つことで、安定した出力を備え、柔軟かつ軽量で、通気性に優れた低コストの熱発電素子を作製した。
この熱発電素子が、5Kというわずかな温度差で、静止時に7μW/cm2、風速1m/秒の歩行時に29μW/cm2を発電することを確認した。従来のPDMS(ポリジメチルシロキサン)より柔軟性に優れ、曲げ張力が5分の1程度となっている。
今回の実験では、面積3.61cm2、厚み5mm、量さ1.75g、曲げ張力0.75gの熱発電機を製造した。スマートウォッチを駆動可能で、熱発電機の製造コストは6.5米ドル程度となる。
今後は、半導体や熱電デバイスの関連メーカーと連携し、実際の充電機器への適用を目指して設計、開発を進める。
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