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J-GLOBAL ID：202202215976934423   整理番号：22A0048679

誘電分極をエネルギー源とする発電源の等価回路モデル

Equivalent circuit model for analyzing dipolar energy as a power source

著者 (3件)： 田口大 (東京工大) ,  間中孝彰 (東京工大) ,  岩本光正 (東京工大)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告(Web)  (IEICE Technical Report (Web))
巻： 121  号： 255(EE2021 18-30)  ページ： 41-46 (WEB ONLY)  発行年： 2021年11月11日 
JST資料番号： U2030A  ISSN： 2432-6380  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 短報  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 誘電体・絶縁体は,電気を蓄えるためのコンデンサ材料として,また電気を漏れなく運ぶための絶縁材料として,学術的にも工業的にも追及されてきました。一方で,近年,摩擦電気を電源とする摩擦発電の研究活発化にみられるように,誘電体・絶縁体を発電源として捉えなおす新しいエレクトロニクスが始まっています。わたしたちは,誘電物理の立場から,有機エレクトロニクス素子中の電気現象を光学的に可視化する光第2次高調波発生(optical second-harmonic generation:SHG)法を,発電源としてのエネルギー移動を可視化する手法へと展開してきました。これまでに,SHGの波長選択性を利用して,摩擦発電の分子的起源の電荷変位と双極子配向を,異なるレーザー波長で可視化することに成功しました。本報告では,摩擦により誘電体内部に蓄えられた分極エネルギーを,脱分極過程で負荷抵抗での電気的仕事として取り出すモデルを紹介します。このモデルでは,初期分極P₀,電極面積A,静電容量C_s,緩和時間τの脱分極が外部抵抗に発生する電流を解析し,等価回路(電流源I_s=(P₀A)/τ,内部抵抗R_i=τ/C_s)で発電源を表すことができます。誘電分極をエネルギー源とする発電源に,電力整合条件τ=C_sRを満たす負荷を接続したときに最大電力P=1/τ P₀²/(4C_Q(Q=s_s))が外部回路で消費できることがわかります。(著者抄録)

シソーラス用語： *誘電分極 ,  発電機 ,  モデル ,  等価回路 ,  *摩擦電気 ,  *光高調波発生 ,  エネルギー移動 ,  可視化
準シソーラス用語： エネルギー源 ,  等価回路モデル

分類 (1件)： その他の発電  (NB03140M)

引用文献 (14件)：

• M. Faraday, Experimental Researches in Electricity, vol. 2, Eighteen series §25, pp.106-125, Richard and John Edward Taylor, London, 1844.
• 村田雄司,表面・高分子の静電気,第10章 表面改質と帯電性の制御,pp.96-102,共立出版,1988.
• 帯電の測定方法と静電気障害対策,第13節, pp.145-160,サイエンス&テクノロジー社,2008.
• Z. L. Wang, “Triboelectric nanogenerators as new energy technology for self-powered systems and as active mechanical and chemical sensors,” ACS Nano, vol. 7, no. 11, pp.9533-9557, 2013.
• A. Choudhary, T. Joshi, and A. M. Biradar, “Triboelectric activation of ferroelectric liquid crystal memory devices,” Appl. Phys. Lett., vol.97, p.124108, 2010.

タイトルに関連する用語 (4件)： 誘電分極 ,  エネルギー源 ,  発電 ,  等価回路モデル