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道路照明の廃熱で発電した電力で道路車両間通信に成功―高性能、低コストの熱電発電モジュールを用いて実現:新エネルギー・産業技術総合開発機構/物質・材料研究機構ほか

(2023年1月24日発表)

 (国)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)と(国)物質・材料研究機構、茨城大学、(株)アイシン、アイシン高丘(株)、岩崎電気(株)の共同研究グループは1月24日、鉄・アルミ・シリコン系熱電材料(FAST材)を用いた高性能で低コストの熱電発電モジュールを製作し、道路照明器具のわずかな廃熱から小電力を得て道路側と車両間の無線通信を行う実験に成功したと発表した。

 将来の自動運転を補助する路上のセンサーネットワークの電力供給を担う自立電源の開発と普及が期待されるという。

 研究グループは(国)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のプロジェクトのもとで超スマート社会を支えるIoT機器用自立電源とその応用技術の開発に取り組み、これまでに、高価な希少金属や毒性のある元素を用いない環境性能に優れた高性能・低コストのFAST系熱電材料を開発、2019年度にはこのFAST材を用い、IoT機器の駆動やBluetooth通信に適用できる小型熱電発電モジュールを世界で初めて開発した。

 今回、これらの成果をもとにFAST材の高性能化と製造プロセスの低コスト化をさらに進め、実用化開発への展開が期待される道路・車両間の小電力無線通信を成功させた。

 開発した小型熱電発電モジュールは2cm角の大きさで、セラミックス基板上に200対(計400個)のFAST材で構成されている。このモジュールを、熱源となる照明器具に設置し、数時間発電した電力をコンデンサーに蓄えて、人感センサーと通信モジュールに電力供給する、という仕組みのシステムを構築した。模擬実験の結果、道路側と車間の通信が可能なことが確認されたという。

 この成果をもとに今後センサー・自立電源一体型システムの構築が進めば、超スマート社会を支える電源技術としての社会実装が期待されるとしている。