地上波ディジタル放送波から高効率に発電する回路開発。大学院生が無線電力伝送の国際学会で学生論文賞

2016年5月12日

金沢工業大学

地上波ディジタル放送波から高効率に発電する回路を開発
金沢工業大学の大学院生が
無線電力伝送の代表的な国際学会で
学生論文賞第三位受賞
微弱電波を用い、世界トップレベルの発電効率を実現

金沢工業大学大学院電気電子工学専攻博士前期課程１年生の古田貴大さん（フルタ　タカヒロ。伊東健治研究室。愛知県出身）が2016年5月5日（木）から6日の2日間、ポルトガル・アヴェイロで開催された無線電力伝送に関するIEEE(よみ　アイトリプルイー。米国電気電子学会)Microwave Theory and Techniques-Society(MTT-S、マイクロ波技術ソサエティ) 主催の国際学会Wireless Power TransferConference2016より学生論文賞である「Student Paper Award」の第三位を受賞しました。
東京スカイツリーから出される地上波ディジタル放送の電波を用い、広範な地域で電源供給する技術を低コストでかつ世界トップレベルの発電効率で実現したことが評価されたものです。

「Wireless power　transfer conference」は無線電力伝送に関する代表的な国際学会で、2016年は一般、学生を含む150件の論文の投稿があり、うち採択された論文は世界21カ国97件（採択率64.7％）でした。そのなかで古田さんの論文は口頭発表として選ばれた31件（採択率20.7%）の１つです。

無線電力伝送は太陽光発電衛星から地上への送電や電気自動車のワイヤレス給電などを可能とする今一番ホットな研究分野で、世界中の研究者が実現にむけた研究開発にしのぎを削っています。近年、この技術を応用した「エネルギー・ハーベスティング技術」の研究が進められています。これは放送や携帯電話の微弱な電波を利用し直流電圧を発電する技術で、電源や電池を用いることなく、様々な場所に電子機器を設けることが出来るようになります。そのため、様々な監視用センサーへの応用が想定されています。

古田さんの研究は500MHz帯の地上波ディジタル放送の電波を用い、直流を発電する高周波の整流回路の高効率化に関するものです。新たなアンテナや回路方式により、微弱な１μWの放送波からの発電効率として世界トップレベルの8.7%を実現したものです。この開発した整流回路の有効性を確認するために、古田さんは東京地区での実証実験を行い、東京スカイツリーから25km離れた地点での発電を確認しました。この25kmの距離は、東京スカイツリーから東京23区をカバーするための距離です。アンテナや回路の新しいアイデアに加え、東京での有効性の実証を示したことにより、本発表は学会参加者から注目を集めました。

今回のWPTC2016では日本から22件の論文が採択されましたが、一般・学生への論文賞（全6件）の受賞機関は金沢工業大学だけでした。