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ニュース / 世界重要トピックス
ミシガン大学が mmスケールのMEMS振動発電デバイスを開発
2011年05月02日

ミシガン大学の研究グループは、mmスケールの振動発電デバイスを開発しました。PZTの振動発電素子、整流回路、昇圧回路、電気二重層キャパシタも込みで、1セント硬貨より小さいデバイスです。振動数155Hz、最大加速度1.5G(Gは重力加速度)の振動で200μW発電するとのことです。


また、広帯域の振動で発電できるとのことです。報道資料で14Hzと書かれているのは、半値幅のことと思います。発電部分のPZTの体積は27mm3です。3mm角のサイコロではなくて、シリコン単結晶上にPZTバルクセラミックスを接合し、研削して作った薄膜です。



用途としては、振動する機械につけて、モニタリング用のワイヤレスセンサーネットの電源にすることを想定しています。振動数155Hz、最大加速度1.5Gという条件から、振幅は15.5ミクロンになります。機械がこの振動発電機に最適な振動をずっと続ける場合には、安定した電源になります。


ミシガン大学の報道資料には、既存デバイスよりも、10倍高効率で高出力と書かれています。ISSCC 2011での発表資料を参照すると、IMECが開発したAlN(窒化アルミニウム)製のMEMS振動発電デバイスなどと比較していることがわかります。(ISSCC:International Solid-State Circuits Conference)

 
ISSCC 2011(2011年2月20日~24日開催)の発表時点では、PZT薄膜の体積は同じ(27.3mm3)ですが、発電量は、振動数419Hz、最大加速度1Gの条件で、67.9μWでした。それと比べると、今回の発表(2011年4月25日)では、短期間でかなり性能が向上しています。どのようなブレークスルーがあったのでしょうか。 詳しくは、2011年6月5日~9日に北京で開催されるTRANSDUCERS 2011で発表される予定です。


情報源:WBB最新情報 NTTデータ経営研 シニアスペシャリスト 竹内 敬治



参考情報:
Most powerful millimeter-scale energy harvester generates electricity from vibrations
(2011年4月25日、ミシガン大学プレスリリース)
A Self-Supplied Inertial Piezoelectric Energy Harvester with Power-Management IC
(ISSCC発表資料)
TRANSDUCERS'11
(2011年6月5日~9日、北京開催)

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