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【本学研究者情报】

〇流体科学研究所　教授　小宫敦树

〇高等研究機構国際ジョイントラボセンター　客員教授　Sebald Ga?l

【発表のポイント】

• 天然ゴムの特性を生かした新たな热－动力変换机构を提案し、その性能を実験的に评価しました。
• 工场廃热などの低エネルギーとゴムが有する弾性热量効果^（注１）を利用することで、ゴムから形状记忆合金等に匹敌する十分な机械的仕事が得られることを明らかにしました。
• 提案した热―动力変换机构は安価な天然ゴムを利用していることから、出力向上が容易に可能であり、廃热を电気エネルギーに変换する环境発电^（注２）への利用が期待できます。

【概要】

200℃以上高温排热は発电?蒸気等での利用が推进されています。一方、80℃～200℃低温排热は大部分が大気中に排気されています。そこで工场等から排出される200℃未満の廃热を再利用する気运が高まっています。

フランス国立応用科学院リヨン校（INSA Lyon） とフランス国立科学研究センター（CNRS）のGa?l Sebald教授とGildas Coativy研究員、东北大学流体科学研究所のGiulia Lombardi研究員（日本学術振興会外国人特別研究員）、小宮敦樹教授らの研究グループは、天然ゴムなどの弾性熱量効果に着目し、わずかな温度差から効率的に動力エネルギーを得ることに成功しました。さらに提案した再生型の熱－動力変換機構の性能の向上についても検討を行い、熱駆動アクチュエータとしての評価を行いました。

その结果、1サイクルあたり3.2闯の正味出力エネルギーが测定され、120尘奥相当の出力となることを确认しました。今回提案したエネルギー変换机构を大型化することで、热から动力エネルギーを経由した电気エネルギーへの変换も可能であり、新たな热电変换技术の実现が期待されます。

本研究成果は、2025年7月7日にエネルギー分野に関する科学誌闯辞耻濒别にオンライン掲载されました。

図1. 熱－動力エネルギー変換機構の全体写真。中央の可動台の上下に天然ゴムチューブ群で構成される弾性体が配置され、両方向からの力を受ける構造となっている。この可動台は、力を測定する際にはアクチュエータに固定することが可能。

【用语解説】

注1. 弾性熱量効果：弾性体の形状が急激に変形する際に、変形前後て?のエントロヒ?ーの差に相当する発熱や吸熱か?起こる効果。

注2. 環境発電：様々な形態で周囲に存在する従来利用されることのなかった微小なエネルギーを、電気エネルギーに変換して活用する技術。

【论文情报】

タイトル：Converting low-grade heat into mechanical energy using a natural rubber elastocaloric device
著者：Ga?l Sebald*, Giulia Lombardi, Gildas Coativy, Atsuki Komiya
*責任著者：東北大学　高等研究機構国際ジョイントラボセンター　客員教授　Ga?l Sebald
掲载誌：闯辞耻濒别
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学流体科学研究所　教授
小宮 敦樹
TEL: 022-217-5876
Email: komiya*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

东北大学高等研究机构国际ジョイントラボセンター　客员教授
INSA Lyon　教授
Sebald Ga?l
Email: gael.sebald*insa-lyon.fr（*を@に置き換えてください） （報道に関すること）
东北大学流体科学研究所
国际研究戦略室（広报）
TEL: 022-217-5873
Email: ifs-koho*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）