Design and development of flexible piezoelectric/magnetostrictive composite materials and development of energy harvesting IoT systems

柔性压电/磁致伸缩复合材料的设计与开发以及能量收集物联网系统的开发

• 批准号: 21J10839
• 负责人: 王 真金
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10839/
• 关键词: Composite manufacturing; Spin coating; Piezoelectric composite; Energy-harvesting

This year, I continued to study the flexible piezoelectric composites for energy-harvesting. Barium titanate (BaTiO3, BTO) and poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene) copolymers (P(VDF-TrFE)) were used to create a functionally graded, flexible piezoelectric material. The new production method increases output voltage during bending by 15 times and increases figure of merit (FoM) by 3.2 times. This study proposes a novel method for utilizing piezoelectric material to extract energy from human motion. I composed an academic paper based on these findings and submit it to a academic journal; the manuscript is currently undergoing review. In addition, I have attended international and domestic conferences and presented the most recent findings of this study to other researchers.

今年，我继续研究用于能量收集的柔性压电复合材料。钛酸钡（BaTiO3、BTO）和聚（偏二氟乙烯-三氟乙烯）共聚物（P(VDF-TrFE)）用于制造功能梯度柔性压电材料。新的生产方法将弯曲过程中的输出电压提高了 15 倍，并将品质因数 (FoM) 提高了 3.2 倍。 这项研究提出了一种利用压电材料从人体运动中提取能量的新方法。我根据这些发现撰写了一篇学术论文，并将其提交给学术期刊；目前手稿正在接受审查。此外，我还参加了国际和国内会议，并向其他研究人员介绍了这项研究的最新发现。

项目成果

アディティブスピンコーティングによる高分子/セラミックス系圧電傾斜機能材料の開発

添加剂旋涂法开发聚合物/陶瓷压电功能梯度材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Kurosaki Ryo;Fujiki Michiya;Yamada Hiroko;Aratani Naoki;成田 史生
• 通讯作者: 成田 史生

発電用複合材料および発電用複合材料の製造方法

发电用复合材料及发电用复合材料的制造方法

• 发表时间: 2021

A novel manufacturing method and structural design of functionally graded piezoelectric composites for energy-harvesting

• DOI: 10.1016/j.matdes.2021.110371
• 发表时间: 2022-01-04
• 期刊: MATERIALS & DESIGN
• 影响因子: 8.4
• 作者: Wang, Zhenjin;Maruyama, Kohei;Narita, Fumio
• 通讯作者: Narita, Fumio

Energy-Harvesting Functionally Graded Piezoelectric Composite Material Improvement Via Manufacturing Process Optimization

通过制造工艺优化改进能量收集功能梯度压电复合材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Kurosaki Ryo;Remi Metivier;Yamada Hiroko;Aratani Naoki;Zhenjin Wang
• 通讯作者: Zhenjin Wang

高耐久性傾斜機能構造を有する環境発電用圧電複合材料

用于能量收集的压电复合材料，具有高度耐用的功能梯度结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Linker Thomas;Fukushima Shogo;Kalia Rajiv K.;Krishnamoorthy Aravind;Nakano Aiichiro;Nomura Ken-ichi;Shimamura Kohei;Shimojo Fuyuki;Vashishta Priya;王 真金
• 通讯作者: 王 真金