JP2024021849A - Energy storage device and method for manufacturing the energy storage device - Google Patents

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昌幸 大越
楓 岩崎
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防衛装備庁長官
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Abstract

【課題】蓄エネルギー機能を備えた水中で使用可能な蓄エネルギー装置と、これを用いることで水中において使用可能な電子装置を提供する。【解決手段】電子装置1は、蓄エネルギー装置2と電子素子3を備える。蓄エネルギー装置2は、基体4と蓄エネルギー素子5から構成され、基体4の内部の電子素子3は蓄エネルギー素子5に接続される。液体Lに浸漬して使用すると、基板4の撥水性表面6の上方には気体領域Aが生成される。蓄エネルギー素子5としては、中空構造体15(図15)を用いた電気二重層キャパシタ5d(図14)が使用可能である。【選択図】図1The present invention provides an energy storage device that has an energy storage function and can be used underwater, and an electronic device that can be used underwater by using the energy storage device. An electronic device (1) includes an energy storage device (2) and an electronic element (3). The energy storage device 2 includes a base body 4 and an energy storage element 5 , and the electronic element 3 inside the base body 4 is connected to the energy storage element 5 . When used while immersed in liquid L, a gas region A is generated above the water-repellent surface 6 of the substrate 4. As the energy storage element 5, an electric double layer capacitor 5d (FIG. 14) using a hollow structure 15 (FIG. 15) can be used. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、電源として利用される蓄エネルギー装置とその製造方法、さらに蓄エネルギー装置を利用した電子装置等に係り、特に水中での使用が可能な小型の蓄エネルギー装置及び電子装置等に関するものである。 The present invention relates to an energy storage device used as a power source, a method of manufacturing the same, and an electronic device using the energy storage device, and particularly relates to a small energy storage device and electronic device that can be used underwater. be.

あらゆるものがネットにつながるIoT (Internet of Things)の時代を迎え、データを得るための電子デバイスであるセンサを至る所に取り付ける必要性が生じている。センサを動作させるためには電源が必要であるが、小さなセンサを個々にコンセントに接続し、又は定期的な交換が必要な電池を各センサごとに設けることは、センサ数が膨大であることを考慮すると現実的とは言えない。そこで、本願発明者は、多数の小さなセンサに電力を供給するために、蓄エネルギー素子を利用するという発想を得た。蓄エネルギー素子とは、種々の形態で蓄積したエネルギーを必要に応じて電気に変換して供給する素子であって、例えば電気を貯える蓄電素子や、熱を貯える蓄熱素子が知られている。しかしながら、小型の蓄エネルギー装置を水中で使用するために必要な構造や製造方法に関する有用な技術を具体的に提示している例を本願発明者は知らない。 In the age of IoT (Internet of Things), where everything is connected to the internet, there is a need to install sensors, which are electronic devices for obtaining data, everywhere. A power source is required to operate the sensors, but connecting small sensors individually to electrical outlets or providing batteries for each sensor that require periodic replacement means that the number of sensors is enormous. Considering this, it cannot be said to be realistic. Therefore, the inventor of the present invention came up with the idea of using an energy storage element to supply power to a large number of small sensors. An energy storage element is an element that converts energy stored in various forms into electricity and supplies it as needed. For example, a power storage element that stores electricity and a heat storage element that stores heat are known. However, the inventors of this application are not aware of any examples that specifically present useful techniques regarding the structure and manufacturing method necessary for using a small energy storage device underwater.

そこで、本願発明者は、蓄エネルギー素子を利用して水中の電子デバイス(例えばセンサ等)に安定的に電力を供給する手段・方法について多角的に検討した。その結果、本願発明者は、環境発電法、例えば海水のような電気伝導性を有する環境中の液体を利用した発電法によって電力を取り出すとともに、その電力を蓄エネルギー素子によって蓄電することは種々の用途において有用であり、有望な技術的課題であると考えるに至った。しかしながら、そのような技術で実用性があるものは知られていないため、その後、さらに鋭意、研究を進めてきた。 Therefore, the inventor of the present application conducted a multifaceted study on means and methods for stably supplying electric power to underwater electronic devices (for example, sensors, etc.) using energy storage elements. As a result, the inventor of the present application has discovered that there are various ways to extract electric power through an energy harvesting method, for example, a power generation method that utilizes an environmentally conductive liquid such as seawater, and to store that electric power with an energy storage element. We have come to believe that this is a promising technical problem that is useful in various applications. However, since no such technology was known to be practical, the researchers continued to pursue further research.

本発明は、以上説明した本願発明者の知見と研究に基づいてなされたものであり、蓄電や蓄熱などの蓄エネルギー機能を備えた水中で使用可能な蓄エネルギー装置と、これを用いることで水中において使用可能な電子装置等を提供すること等を目的としている。 The present invention has been made based on the knowledge and research of the inventor as described above, and includes an energy storage device that can be used underwater and has energy storage functions such as electricity storage and heat storage, and an energy storage device that can be used underwater. The purpose is to provide electronic devices etc. that can be used in

請求項1に記載された蓄エネルギー装置は、
電気伝導性を有する液体に接した表面の一部に気体領域が形成される基体と、
前記気体領域の内部において前記基体に配置された蓄エネルギー素子と、
を有することを特徴としている。
The energy storage device according to claim 1 includes:
a base in which a gas region is formed in a part of the surface that is in contact with an electrically conductive liquid;
an energy storage element disposed on the base body inside the gas region;
It is characterized by having the following.

請求項2に記載された蓄エネルギー装置は、請求項1記載の蓄エネルギー装置において、
前記気体領域が形成される前記基体の表面が撥水性表面であることを特徴としている。
The energy storage device according to claim 2 is the energy storage device according to claim 1, comprising:
The surface of the substrate on which the gas region is formed is a water-repellent surface.

請求項3に記載された蓄エネルギー装置は、請求項2記載の蓄エネルギー装置において、
前記蓄エネルギー素子が、
化学電池と電気二重層キャパシタを含む蓄電素子群と、潜熱蓄熱素子と化学蓄熱素子と熱電蓄熱素子と温度差蓄熱素子と光化学蓄熱素子と顕熱蓄熱素子を含む蓄熱素子群の少なくとも何れか一方の群から選択された1以上の素子であることを特徴としている。
The energy storage device according to claim 3 is the energy storage device according to claim 2, comprising:
The energy storage element is
At least one of a power storage element group including a chemical battery and an electric double layer capacitor, a heat storage element group including a latent heat heat storage element, a chemical heat storage element, a thermoelectric heat storage element, a temperature difference heat storage element, a photochemical heat storage element, and a sensible heat heat storage element. It is characterized in that it is one or more elements selected from the group.

請求項4に記載された蓄エネルギー装置は、請求項3記載の蓄エネルギー装置において、
前記蓄エネルギー素子が、
前記気体領域の内部において前記基体の表面に形成された中空部と、
前記中空部の内面に設けられた電極と、
前記中空部の電極と隣接する前記中空部の電極を電気的に接続する接続部と、
前記中空部の内部に充填された電解液と、
を有する前記電気二重層キャパシタであることを特徴としている。
The energy storage device according to claim 4 is the energy storage device according to claim 3, comprising:
The energy storage element is
a hollow portion formed on the surface of the base body inside the gas region;
an electrode provided on the inner surface of the hollow part;
a connection part that electrically connects the electrode in the hollow part and the electrode in the adjacent hollow part;
an electrolytic solution filled inside the hollow part;
The electric double layer capacitor is characterized in that the electric double layer capacitor has the following characteristics.

請求項5に記載された蓄エネルギー装置は、請求項3に記載の蓄エネルギー装置において、
前記蓄エネルギー素子に、
前記気体領域と前記液体の両方に跨がるように前記基体に配置された種類が異なる2つの金属を有し、前記気体領域内において2つの前記金属の間に生じる電位差により電力を発生させる環境発電素子が接続されたことを特徴としている。
The energy storage device according to claim 5 is the energy storage device according to claim 3,
In the energy storage element,
An environment in which two metals of different types are arranged on the base body so as to span both the gas region and the liquid, and electric power is generated by a potential difference generated between the two metals in the gas region. It is characterized by a power generation element connected to it.

請求項6に記載された蓄エネルギー装置は、請求項3に記載の蓄エネルギー装置において、
前記蓄熱素子群の素子には、熱電変換素子が接続されていることを特徴としている。
The energy storage device according to claim 6 is the energy storage device according to claim 3, comprising:
A thermoelectric conversion element is connected to the elements of the heat storage element group.

請求項7に記載された蓄エネルギー装置の製造方法は、請求項4に記載された前記蓄エネルギー装置の製造方法であって、
前記電気二重層キャパシタの製造工程が、
前記基体の表面に間隔をおいて配置された複数の微小体に電磁波を照射し、前記微小体の下方にある前記基体に前記微小体が固定された隆起部を形成する工程と、
隣接する前記微小体と対向する前記微小体の表面に前記電極を形成する工程と、
前記微小体に電磁波を照射し、前記隆起部に連続する前記中空部を前記微小体及び前記電極を覆って形成する工程と、
前記中空部及び前記電極を残して前記微小体を除去する工程と、
前記中空部の内部にある前記電極と、隣接する前記中空部の内部にある前記電極とを接続する前記接続部を形成する工程と、
前記中空部の内部に前記電解液を充填する工程と、
を含むことを特徴としている。
The method for manufacturing an energy storage device according to claim 7 is the method for manufacturing the energy storage device according to claim 4, comprising:
The manufacturing process of the electric double layer capacitor includes:
irradiating electromagnetic waves to a plurality of microscopic bodies arranged at intervals on the surface of the base body to form a protuberance on the base body below the microscopic bodies to which the microscopic bodies are fixed;
forming the electrode on the surface of the microscopic body facing the adjacent microscopic body;
irradiating the microscopic body with electromagnetic waves to form the hollow portion that is continuous with the raised portion and covering the microscopic body and the electrode;
removing the microscopic body leaving the hollow part and the electrode;
forming the connection portion that connects the electrode located inside the hollow portion and the electrode located inside the adjacent hollow portion;
filling the inside of the hollow part with the electrolytic solution;
It is characterized by including.

請求項8に記載された電子装置は、
請求項1乃至6の何れか一つに記載の前記蓄エネルギー装置から供給される電力で機能する電子素子を備えたことを特徴としている。
The electronic device according to claim 8 includes:
It is characterized by comprising an electronic element that functions with electric power supplied from the energy storage device according to any one of claims 1 to 6.

請求項9に記載された中空構造体は、
基体の一部が隆起することにより形成された隆起部と、
前記隆起部に連続して形成された中空部と、
を有することを特徴としている。
The hollow structure according to claim 9 includes:
a raised part formed by raising a part of the base;
a hollow part formed continuously in the raised part;
It is characterized by having the following.

請求項10に記載された中空構造体の製造方法は、
基体の表面に間隔をおいて配置された複数の微小体に電磁波を照射し、前記微小体の下方にある前記基体に前記微小体が固定された隆起部を形成する工程と、
前記微小体に電磁波を照射し、前記隆起部に連続する前記中空部を前記微小体を覆って形成する工程と、
前記中空部を残して前記微小体を除去する工程と、
を有することを特徴としている。
The method for manufacturing a hollow structure according to claim 10 includes:
irradiating electromagnetic waves to a plurality of microscopic bodies arranged at intervals on the surface of the base body to form a protrusion on the base body below the microscopic bodies to which the microscopic bodies are fixed;
irradiating the microscopic body with electromagnetic waves to form the hollow portion that is continuous with the raised portion and covering the microscopic body;
removing the microscopic body leaving the hollow part;
It is characterized by having the following.

請求項1に記載された蓄エネルギー装置によれば、水中に配置したセンサ等の電子素子を作動させる電源として利用することができる。 According to the energy storage device according to the first aspect, it can be used as a power source for operating electronic elements such as sensors placed underwater.

請求項2に記載された蓄エネルギー装置によれば、蓄エネルギー装置を水中に配置した場合に、基体の撥水性表面に気体領域が形成されるので、蓄エネルギー素子が濡れるのを防ぐことができる。 According to the energy storage device according to claim 2, when the energy storage device is placed in water, a gas region is formed on the water-repellent surface of the base, so that the energy storage element can be prevented from getting wet. .

請求項3に記載された蓄エネルギー装置によれば、蓄エネルギー素子として、蓄電素子群と蓄熱素子群の中から目的や用途等に応じて適当な素子を選択することができる。 According to the energy storage device according to the third aspect, an appropriate element can be selected as the energy storage element from the power storage element group and the heat storage element group according to the purpose, application, etc.

請求項4に記載された蓄エネルギー装置によれば、微小な中空部が形成された基体の表面が撥水性表面となって水中に気体領域を作り、この中空部等によって構成された電気二重層キャパシタが電子素子に電気を供給することができる。 According to the energy storage device described in claim 4, the surface of the base body in which the minute hollow portions are formed becomes a water-repellent surface to create a gas region in water, and the electric double layer formed by the hollow portions etc. A capacitor can supply electricity to the electronic device.

請求項5に記載された蓄エネルギー装置によれば、水中において環境発電素子が電力を発生させ、また蓄エネルギー素子は電気を蓄えることができるので、電子素子に対する電力の供給が安定する。 According to the energy storage device described in claim 5, the energy harvesting element can generate electric power underwater, and the energy storage element can store electricity, so that the supply of electric power to the electronic elements is stabilized.

請求項6に記載された蓄エネルギー装置によれば、蓄熱素子群の素子から供給される熱を熱電変換素子によって電気に変換して電子素子に供給することができる。 According to the energy storage device described in claim 6, heat supplied from the elements of the heat storage element group can be converted into electricity by the thermoelectric conversion element and supplied to the electronic element.

請求項7に記載された蓄エネルギー装置の製造方法によれば、基体の表面に形成された隆起部及び中空体と、中空体の内面に設けられた電極と、隣接する中空体の電極を接続する接続部と、中空部の内部に充填された電解液とを有する電気二重層キャパシタを、簡単な工程で確実に製造することができる。 According to the method for manufacturing an energy storage device according to claim 7, the protrusion and the hollow body formed on the surface of the base, the electrode provided on the inner surface of the hollow body, and the electrode of the adjacent hollow body are connected. An electric double layer capacitor having a connecting portion and an electrolytic solution filled inside a hollow portion can be reliably manufactured through a simple process.

請求項8に記載された電子装置によれば、蓄エネルギー装置から電子素子に電力を供給して水中で機能させることができる。 According to the electronic device described in claim 8, power can be supplied from the energy storage device to the electronic element to make it function underwater.

請求項9に記載された中空構造体によれば、中空部は隆起部によって基体の表面に確実に保持されており、その内部に、用途または目的に応じた構造を作り込むことができ、また必要な物質等を収納する安定した容器として使用することができる。 According to the hollow structure described in claim 9, the hollow part is reliably held on the surface of the base by the raised part, and a structure according to the use or purpose can be built inside the hollow part. It can be used as a stable container to store necessary substances.

請求項10に記載された中空構造体の製造方法によれば、用途または目的に応じたサイズの微小体及び適当なエネルギーの電磁波を用いることにより、必要かつ均一なサイズで多数の中空構造体を整然と並べて基体の表面に形成することができる。 According to the method for manufacturing a hollow structure described in claim 10, a large number of hollow structures can be manufactured with a necessary and uniform size by using microscopic bodies of a size according to the use or purpose and electromagnetic waves of appropriate energy. They can be formed on the surface of the substrate by arranging them in an orderly manner.

分図(a)は第1実施形態の電子装置の正面図であり、分図(b)は同平面図である。Part (a) is a front view of the electronic device of the first embodiment, and part (b) is a plan view thereof. 分図(a)は第2実施形態の電子装置の正面図であり、分図(b)は同平面図である。Part (a) is a front view of the electronic device of the second embodiment, and part (b) is a plan view thereof. 分図(a)は第3実施形態の電子装置の正面図であり、分図(b)は同平面図である。Part (a) is a front view of the electronic device of the third embodiment, and part (b) is a plan view thereof. 第4実施形態の電子装置の正面図である。FIG. 7 is a front view of an electronic device according to a fourth embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程における微小球整列工程を示す正面図である。It is a front view which shows the microsphere alignment process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程におけるプレエッチング工程を示す正面図である。It is a front view which shows the pre-etching process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程におけるプレレーザー照射工程を示す正面図である。It is a front view which shows the pre-laser irradiation process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程における電極形成工程を示す正面図である。It is a front view which shows the electrode formation process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程における中空部形成工程を示す正面図である。It is a front view which shows the hollow part formation process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程における微小球除去工程を示す正面図である。It is a front view which shows the microsphere removal process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程における電解液充填工程を示す正面図である。It is a front view which shows the electrolyte solution filling process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程における電解液充填工程の他の例を示す正面図である。It is a front view which shows another example of the electrolyte solution filling process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタの製造工程における接続部形成工程を示す正面図である。It is a front view which shows the connection part formation process in the manufacturing process of the electric double layer capacitor of 5th Embodiment. 第5実施形態の電気二重層キャパシタを有する電子装置の水中での使用状態を示す正面図である。FIG. 7 is a front view showing how an electronic device having an electric double layer capacitor according to a fifth embodiment is used underwater. 中空構造体の電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the electron micrograph of a hollow structure.

以下、本発明の実施形態を図1~図15参照して説明する。
図1は、本願発明の基本構造を備えた第1実施形態の電子装置1を模式的に示す図である。この電子装置1の基本構造は複数の実施形態に共通している。すなわち、この電子装置1は、蓄エネルギー装置2と電子素子3を備えている。そして、蓄エネルギー装置2は、基体4と、基体の表面に設けられた蓄エネルギー素子5から構成されており、電子素子3は、基体4の内部に設けられていて、蓄エネルギー素子5に接続されている。図1に示すように、この電子装置1は、電気伝導性を有する液体Lに浸漬して使用することができる。図中、液体Lの部分は薄墨(グレー着色)で示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 15.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an electronic device 1 according to a first embodiment having the basic structure of the present invention. The basic structure of this electronic device 1 is common to multiple embodiments. That is, this electronic device 1 includes an energy storage device 2 and an electronic element 3. The energy storage device 2 includes a base 4 and an energy storage element 5 provided on the surface of the base, and an electronic element 3 is provided inside the base 4 and connected to the energy storage element 5. has been done. As shown in FIG. 1, this electronic device 1 can be used by being immersed in a liquid L having electrical conductivity. In the figure, the liquid L portion is shown in light black (gray coloring).

基体4は、絶縁性があり、その内部に設けられ電子素子3が外部と電波によって通信できるような材料で電波透過性の材料で構成された矩形板である。基体4の上面の一部には、撥水加工された楕円形状の領域である撥水性表面6があるので、基体4を液体L中に沈めれば、この撥水性表面6の上方には球または回転楕円体を2分割したような形状の気泡である気体領域Aが生成される。蓄エネルギー素子5は、撥水性表面6に取り付けられており、電子装置1を水中に沈めても、蓄エネルギー素子5は気体領域Aの内側にあるので水に濡れることはない。 The base body 4 is a rectangular plate made of a material that is insulating and transparent to radio waves so that the electronic element 3 provided therein can communicate with the outside by radio waves. A part of the upper surface of the base body 4 has a water-repellent surface 6 which is an elliptical area treated to be water-repellent, so if the base body 4 is submerged in the liquid L, a sphere will appear above the water-repellent surface 6. Alternatively, a gas region A, which is a bubble shaped like a spheroid divided into two, is generated. The energy storage element 5 is attached to the water-repellent surface 6, and even if the electronic device 1 is submerged in water, the energy storage element 5 will not get wet because it is inside the gas region A.

基体4を構成する絶縁性の材料としては、例えばSi-O-Si結合を含む固体化合物であるシリコーンゴムを用いることができる。シリコーンゴムからなる基体4の上面の一部に撥水性表面6を形成するためには、多数のシリカガラス製の微小球を基体4の表面に並べ、これにレーザー光線を照射し、レーザー光線の集中により基体4の表面を変形させる方法が採用できる。この方法は、微小球のレンズ効果によってレーザー光線のエネルギーを基体4の表面の多数の点に集中させ、各点においてシリコーンゴムの主鎖構造の光開裂を誘起し、低分子量のシリコーンを微小球に沿って堆積させることにより、多数の隆起部と中空部からなる微細構造を形成する光化学的な方法である。 As the insulating material constituting the base 4, for example, silicone rubber, which is a solid compound containing Si--O--Si bonds, can be used. In order to form a water-repellent surface 6 on a part of the upper surface of the base 4 made of silicone rubber, a large number of silica glass microspheres are arranged on the surface of the base 4, irradiated with a laser beam, and the laser beam is concentrated. A method of deforming the surface of the base 4 can be adopted. In this method, the energy of the laser beam is concentrated at many points on the surface of the substrate 4 by the lens effect of the microspheres, and photocleavage of the main chain structure of the silicone rubber is induced at each point, thereby converting the low molecular weight silicone into microspheres. This is a photochemical method that forms a microstructure consisting of many ridges and hollows by depositing along the surface.

なお、このような光化学的な方法は、前述したシリコーンゴム以外の高分子材料にも同様に適用できる。また、光化学的な方法以外の方法で基体4の表面に微細構造を作ることができるのであれば、基体4の材料は高分子材料に限定されない。例えば、3Dプリンタ(レーザーアディティブマニュファクチャリング)を用い、金属の基体4の表面に同様の微細構造を作ることもできる。 Note that such a photochemical method can be similarly applied to polymer materials other than the silicone rubber mentioned above. Further, the material of the substrate 4 is not limited to a polymer material, as long as a fine structure can be created on the surface of the substrate 4 by a method other than a photochemical method. For example, a similar fine structure can be created on the surface of the metal base 4 using a 3D printer (laser additive manufacturing).

前述した光化学的な方法で加工したシリコーンゴムの基体4を水中に入れたところ、微細構造が形成された撥水性表面6のみに、厚さ約0.5~5mmの気体(空気)領域Aが形成されることが見出された。すなわち、基体4を液体L中に浸漬すれば気体領域Aの生成が確実に行なわれることが分かった。なお、表面工学においては、一般的に接触角が150度以上の場合に「超撥水」の用語を使用しているため、本発明で必要な気体領域Aを生成するための撥水性は超撥水性を含み、さらに超撥水性には入らない一定の範囲をも包含するものとなる。 When the silicone rubber substrate 4 processed by the photochemical method described above is placed in water, a gas (air) region A with a thickness of about 0.5 to 5 mm is formed only on the water-repellent surface 6 where a microstructure is formed. was found to be formed. That is, it has been found that if the base body 4 is immersed in the liquid L, the gas region A can be reliably generated. In addition, in surface engineering, the term "super water repellency" is generally used when the contact angle is 150 degrees or more, so the water repellency required to generate the gas region A required in the present invention is super water repellent. It includes water repellency and also includes a certain range that does not fall under super water repellency.

なお、前述した光化学的な方法は、基体4の上面の一部に撥水性表面6を形成する方法であると同時に、後に詳述するように、基体4の表面に形成する蓄エネルギー素子5の一種である電気二重層キャパシタの製造工程の一部ともなりうる。従って、前述した光化学的な方法の詳細は、電気二重層キャパシタを有する第5実施形態の蓄エネルギー装置 及び電子装置 の説明において、図5~図15を参照して詳述する。なお、前述した微細構造を形成する光化学的な方法は、撥水性表面6の形成方法の一例を示すものであって、その他の方法、手段または構造によって基体4の表面に撥水性表面6を設けてもよい。 Note that the photochemical method described above is a method for forming a water-repellent surface 6 on a part of the upper surface of the substrate 4, and at the same time, it is a method for forming a water-repellent surface 6 on a part of the upper surface of the substrate 4. It can also be part of the manufacturing process for one type of electric double layer capacitor. Therefore, the details of the photochemical method described above will be explained in detail with reference to FIGS. 5 to 15 in the description of the energy storage device and electronic device of the fifth embodiment having an electric double layer capacitor. Note that the photochemical method for forming the microstructure described above is an example of a method for forming the water-repellent surface 6, and the water-repellent surface 6 may be provided on the surface of the substrate 4 by other methods, means, or structures. You can.

蓄エネルギー素子5としては、蓄電素子と蓄熱素子が使用できる。蓄電素子としては、化学電池、電気二重層キャパシタが使用できる。蓄熱素子としては、潜熱蓄熱素子、化学蓄熱素子、熱電蓄熱素子、温度差蓄熱素子、光化学蓄熱素子、顕熱蓄熱素子などが使用できる。なお蓄熱素子は、熱電変換素子と組み合わせることにより、電力を供給することができる。畜エネルギー素子のサイズは、基体4の表面に形成される気体領域Aのサイズ以内に収めることができればよいが、典型的には5×5×5(mm3 )程度を想定している。 As the energy storage element 5, an electricity storage element and a heat storage element can be used. As the power storage element, a chemical battery or an electric double layer capacitor can be used. As the heat storage element, a latent heat heat storage element, a chemical heat storage element, a thermoelectric heat storage element, a temperature difference heat storage element, a photochemical heat storage element, a sensible heat heat storage element, etc. can be used. Note that the heat storage element can supply electric power by combining with a thermoelectric conversion element. The size of the storage energy element may be within the size of the gas region A formed on the surface of the base 4, and is typically assumed to be about 5×5×5 (mm 3 ).

基体4の内部に設けられた電子素子3は、電子装置1の外部の状態を検知するセンサと、センサによって検知された情報を外部に送信する通信手段を有している。この電子素子3によれば、センサによって環境中の情報を検知し、これを直ちに通信手段により送信できるので、当該情報を遠隔地で取得することができる。ただし、環境中に配置された電子装置1を回収することが前提であるなら、電子素子3としては一定の記憶機能を備えたセンサのみであっても情報の収集に不都合はい。 The electronic element 3 provided inside the base 4 has a sensor that detects the external state of the electronic device 1 and a communication means that transmits information detected by the sensor to the outside. According to this electronic element 3, information in the environment can be detected by the sensor and immediately transmitted by the communication means, so that the information can be acquired at a remote location. However, if the premise is to recover the electronic device 1 placed in the environment, even if the electronic device 3 is only a sensor with a certain memory function, it will be inconvenient to collect information.

第1実施形態の電子装置1によれば、水中に配置した場合に基体4の撥水性表面6に気体領域Aが形成されるので、蓄エネルギー素子5が濡れて不具合が生じることはなく、センサ等の電子素子3を安定的に作動させることができる。また、蓄エネルギー素子5として、蓄電素子群と蓄熱素子群の中から目的や用途等に応じて適当な素子を選択することができる。 According to the electronic device 1 of the first embodiment, since the gas region A is formed on the water-repellent surface 6 of the base 4 when placed in water, the energy storage element 5 does not get wet and malfunction occurs, and the sensor It is possible to operate the electronic device 3 stably. Further, as the energy storage element 5, an appropriate element can be selected from the power storage element group and the heat storage element group depending on the purpose, application, etc.

図2は、第2実施形態の電子装置1aを模式的に示す図である。第1実施形態と同一の構成部分には図1と同一の符号を付して第1実施形態の説明を援用する。この電子装置1aは、蓄エネルギー装置2aと電子素子3を備えている。蓄エネルギー装置2aは、基体4と、基体4の表面に設けられた環境発電素子としての太陽電池7と、基体4の表面に設けられて太陽電池7に接続された蓄エネルギー素子としての蓄電素子5aを有している。電子素子3は、基体4の内部に設けられて蓄エネルギー素子5aに接続されている。図2に示すように、この電子装置1aは、電気伝導性を有する液体Lに浸漬して使用することができる。 FIG. 2 is a diagram schematically showing an electronic device 1a according to the second embodiment. Components that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals as in FIG. 1, and the description of the first embodiment is used. This electronic device 1a includes an energy storage device 2a and an electronic element 3. The energy storage device 2a includes a base 4, a solar cell 7 as an energy harvesting element provided on the surface of the base 4, and an electricity storage element as an energy storage element provided on the surface of the base 4 and connected to the solar cell 7. 5a. The electronic element 3 is provided inside the base 4 and connected to the energy storage element 5a. As shown in FIG. 2, this electronic device 1a can be used by being immersed in a liquid L having electrical conductivity.

第2実施形態の電子装置1aによれば、水中に配置した場合であっても、太陽光が届く限りにおいて、太陽電池7が電力を発生させ、また太陽電池7が発生させた電力は蓄電素子5aに蓄えることができるので、電子素子3に対する電力の供給が安定する。 According to the electronic device 1a of the second embodiment, even when placed underwater, the solar cell 7 generates power as long as sunlight reaches it, and the power generated by the solar cell 7 is transferred to the storage element. Since the power can be stored in 5a, the supply of power to the electronic device 3 is stabilized.

図3は、第3実施形態の電子装置1bを模式的に示す図である。第1実施形態と同一の構成部分には図1と同一の符号を付して第1実施形態の説明を援用する。この電子装置1bは、蓄エネルギー装置2bと電子素子3を備えている。蓄エネルギー装置2bは、基体4と、基体4の表面に設けられた環境発電素子8と、基体4の表面に設けられて環境発電素子8に接続された蓄エネルギー素子としての蓄電素子5bを有している。電子素子3は、基体4の内部に設けられて蓄電素子5bに接続されている。図3に示すように、この電子装置1bは、電気伝導性を有する液体Lに浸漬して使用することができる。 FIG. 3 is a diagram schematically showing an electronic device 1b according to the third embodiment. Components that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals as in FIG. 1, and the description of the first embodiment is used. This electronic device 1b includes an energy storage device 2b and an electronic element 3. The energy storage device 2b includes a base 4, an energy harvesting element 8 provided on the surface of the base 4, and an energy storage element 5b as an energy storage element provided on the surface of the base 4 and connected to the energy harvesting element 8. are doing. Electronic element 3 is provided inside base 4 and connected to power storage element 5b. As shown in FIG. 3, this electronic device 1b can be used by being immersed in a liquid L having electrical conductivity.

環境発電素子8は、図3(b)に示すように、気体領域Aと液体Lの両方に跨がるように配置された種類の異なる第1電極8aと第2電極8bを備えている。種類が異なる金属としては、例えばアルミニウムと銅を採用することができる。具体的には、基体4の上面に、細線状のアルミニウムおよび銅を、撥水性表面6の内と外に跨がって設置する。この環境発電素子8を、濃度3wt%のNaCl水溶液に浸漬すると、撥水性表面6には気体領域Aが形成された。ここで細線状のアルミニウムおよび銅は、NaCl水溶液と気体領域Aの両方に跨るように配置されているため、気体領域A内のアルミニウムの一端部と銅の一端部の両端間には約800mVの電圧が電気化学的に生じた。気体領域A内のアルミニウムの一端部と、銅の一端部との間に設けた蓄電素子5bには電力が蓄えられ、蓄電素子5bに接続された電子素子3には電力が供給され、電子素子3を作動、機能させることができる。 As shown in FIG. 3(b), the energy harvesting element 8 includes a first electrode 8a and a second electrode 8b of different types, which are arranged so as to span both the gas region A and the liquid L. As the different types of metals, for example, aluminum and copper can be used. Specifically, thin wires of aluminum and copper are placed on the top surface of the base 4 so as to span the inside and outside of the water-repellent surface 6 . When this energy harvesting element 8 was immersed in an aqueous NaCl solution with a concentration of 3 wt%, a gas region A was formed on the water-repellent surface 6. Here, the thin wire-shaped aluminum and copper are arranged so as to span both the NaCl aqueous solution and the gas region A, so there is a voltage of about 800 mV between one end of the aluminum and one end of the copper in the gas region A. A voltage was generated electrochemically. Power is stored in the power storage element 5b provided between one end of aluminum and one end of copper in the gas region A, and power is supplied to the electronic element 3 connected to the power storage element 5b. 3 can operate and function.

電極を構成する2つの種類が異なる金属とは、各金属に固有の物性値である電極電位が異なるとの意味である。電極電位は、一般に水素の標準電極電位からの±の差分を示すV値で表される。例えば海水に浸漬した場合の電極電位の値については測定結果が得られており、これは概ねイオン化傾向に一致する。 The two different types of metals constituting the electrode mean that the electrode potentials, which are physical property values specific to each metal, are different. The electrode potential is generally expressed as a V value indicating the ± difference from the standard electrode potential of hydrogen. For example, measurement results have been obtained regarding the value of electrode potential when immersed in seawater, and this generally agrees with the ionization tendency.

第3実施形態の電子装置1によれば、液体Lと気体領域Aの間では2つの金属間に電位差が生じるため、太陽電池7では電力が生成できないような液体L中(水中)の環境下であっても電力を得ることができ、しかも蓄電素子5bによって蓄電することもできるため、第2実施形態の電子装置1aに較べて電力の供給が一層安定している。 According to the electronic device 1 of the third embodiment, a potential difference occurs between the two metals between the liquid L and the gas region A, so in an environment in the liquid L (underwater) where the solar cell 7 cannot generate electric power. Even if the electronic device 1a of the second embodiment is used, power can be obtained and the power can also be stored by the power storage element 5b, so the power supply is more stable than in the electronic device 1a of the second embodiment.

図4は、第4実施形態の電子装置1cを模式的に示す図である。第1実施形態と同一の構成部分には図1と同一の符号を付して第1実施形態の説明を援用する。この電子装置1cは、蓄エネルギー装置2cと電子素子3を備えている。蓄エネルギー装置2cは、基体4と、基体4の表面に設けられた蓄熱素子5cと、蓄熱素子5cの表面に取り付けられた電磁波吸収体9を有している。電子素子3は、基体4の内部に設けられて蓄熱素子5cに接続されている。なお、図示はしないが、蓄熱素子5cは熱電変換素子を含んでいる。この電子装置1cにおいて、蓄熱素子5cに熱を供給する場合には、電磁波吸収体9に電磁波(レーザーを含む)Eを照射してエネルギーを吸収させ、これを蓄熱素子5cにおいて蓄積する。蓄熱素子5cに蓄積された熱は、熱電変換素子を介して電子素子3に電気として供給される。図4に示すように、この電子装置1は、電気伝導性を有する液体Lに浸漬して使用することができる。 FIG. 4 is a diagram schematically showing an electronic device 1c according to the fourth embodiment. Components that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals as in FIG. 1, and the description of the first embodiment is used. This electronic device 1c includes an energy storage device 2c and an electronic element 3. The energy storage device 2c includes a base 4, a heat storage element 5c provided on the surface of the base 4, and an electromagnetic wave absorber 9 attached to the surface of the heat storage element 5c. The electronic element 3 is provided inside the base 4 and connected to the heat storage element 5c. Although not shown, the heat storage element 5c includes a thermoelectric conversion element. In this electronic device 1c, when heat is supplied to the heat storage element 5c, the electromagnetic wave absorber 9 is irradiated with electromagnetic waves (including lasers) E to absorb energy, which is stored in the heat storage element 5c. The heat accumulated in the heat storage element 5c is supplied as electricity to the electronic element 3 via the thermoelectric conversion element. As shown in FIG. 4, this electronic device 1 can be used by being immersed in a liquid L having electrical conductivity.

第4実施形態の電子装置1cによれば、太陽電池7では電力が生成できないような環境下であっても、適当な強度の電磁波Eを、エネルギーを供給したい電子装置1cを選択して照射することによってエネルギーを蓄積させ、その電子素子3に電力を供給できる。 According to the electronic device 1c of the fourth embodiment, even in an environment where the solar cell 7 cannot generate electric power, the electronic device 1c to which energy is to be supplied can be selectively irradiated with electromagnetic waves E of appropriate intensity. By doing so, energy can be stored and power can be supplied to the electronic element 3.

図5~図15の模式図を参照して、第5実施形態の電子装置1dと、その製造方法を説明する。
この電子装置1dは、第1実施形態で説明した微細構造を製造する光化学的な方法、すなわち基体4の表面に微細構造である中空構造体15を製造して撥水性表面6を形成する工程を一部に含んでおり、これによって形成した撥水性表面6の中空構造体15の少なくとも一部を、蓄エネルギー素子である電気二重層キャパシタ5dの構造としても利用するものである。
The electronic device 1d of the fifth embodiment and its manufacturing method will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS. 5 to 15.
This electronic device 1d uses the photochemical method of manufacturing the fine structure described in the first embodiment, that is, the step of manufacturing a hollow structure 15, which is a fine structure, on the surface of the base 4 to form the water-repellent surface 6. At least a part of the hollow structure 15 of the water-repellent surface 6 formed thereby is also used as the structure of the electric double layer capacitor 5d which is an energy storage element.

なお、電気二重層キャパシタは、通常のコンデンサとバッテリ(二次電池)の中間的な性格を持つ特殊タイプのコンデンサである。バッテリが化学反応によって電荷を蓄えるのに対し、電気二重層キャパシタは、電解液に浸した電極の表面にイオンを吸着させ、電気二重層(Electric Double Layer) を形成することで電荷を蓄える。このため、バッテリでは数時間を要する充電も、電気二重層キャパシタでは数秒で完了する。また、充電回数が有限であるバッテリと異なり、電気二重層キャパシタでは原理的に無制限である。 Note that an electric double layer capacitor is a special type of capacitor that has characteristics intermediate between a normal capacitor and a battery (secondary battery). While batteries store charge through chemical reactions, electric double layer capacitors store charge by adsorbing ions to the surface of electrodes immersed in electrolyte to form an electric double layer. For this reason, charging that takes several hours with a battery is completed in a few seconds with an electric double layer capacitor. Also, unlike a battery, which has a limited number of charges, an electric double layer capacitor can be charged an unlimited number of times in principle.

1.微小球整列工程
図5に示すように、シリコーンゴム(厚さ2mm)からなる基体4の表面に、直径2.5μmのシリカガラス製の微小体である微小球10を単層で整列させる。この状態では、各微小球10は互いに接触した状態にある。このような構造を得るためには、直径2.5μmのシリカガラス製の微小体である微小球10をエタノールに分散させ、これを基体4の表面に滴下して自然乾燥させ、一部多層となった微小球10を任意の手段、例えば薬包紙で軽く擦る等の物理的手段で除去することにより、基体4上に微小球10を単層で整列させればよい。
1. Microsphere Alignment Step As shown in FIG. 5, microspheres 10, which are microscopic bodies made of silica glass and having a diameter of 2.5 μm, are aligned in a single layer on the surface of a base 4 made of silicone rubber (thickness: 2 mm). In this state, the microspheres 10 are in contact with each other. In order to obtain such a structure, microspheres 10, which are microscopic objects made of silica glass with a diameter of 2.5 μm, are dispersed in ethanol, and this is dropped onto the surface of the substrate 4 and air-dried to form a partially multilayer structure. The microspheres 10 may be arranged in a single layer on the substrate 4 by removing the microspheres 10 by any means, such as physical means such as lightly rubbing with paper.

2.プレエッチングによる微小球の溶解工程
図6に示すように、単層整列させた微小球10と微小球10に隙間を設けるため、微小球10の表面を一様に除去して微小球10の直径を小さくする操作を行なう。その手法は任意であるが、例えば、微小球10を単層整列させた試料を、濃度46~48%のHF水溶液が入った密閉容器内の上部に固定し、図6中下向きの矢印で示すように、HFガスの暴露によって微小球10の表面を化学的に溶かし、直径が約2μmになるまで化学エッチングする方法が採用できる。
2. Microsphere dissolution process by pre-etching As shown in FIG. 6, in order to create a gap between the microspheres 10 arranged in a single layer, the surface of the microspheres 10 is uniformly removed to create Perform an operation to make it smaller. The method is arbitrary, but for example, a sample in which microspheres 10 are arranged in a single layer is fixed to the upper part of a closed container containing an HF aqueous solution with a concentration of 46 to 48%, as shown by the downward arrow in FIG. Thus, a method can be adopted in which the surface of the microsphere 10 is chemically dissolved by exposure to HF gas and chemically etched until the diameter becomes about 2 μm.

3.プレレーザー照射による隆起部形成工程(微小球の接合工程)
図7中に下向きの矢印で示すように、波長193nmのArFエキシマレーザーを、単一パルスのフルエンス30mJ/cm2 、パルス繰り返し周波数1Hz、ショット数100(照射時間100s)で照射する。各微小球10の真下の基体4にレーザーが集光され、基体4のシリコーンゴムを構成する主鎖構造(Si-O-Si結合)が光化学的に開裂される。その結果、基体4のレーザー光が集光された部分は低分子量化され、体積膨張が起こり、隆起部11が形成され始める。その際、基体4と微小球10は弱く接合される。このため、この後の工程でレーザー照射した際に微小球10が動いて隆起部11から外れてしまうことはない。なお、この工程でレーザーは10mm×10mmの正方形状の範囲に一様に照射している。微小球10と微小球10の隙間では、レーザーは集光されないため、この部分で基体4が何らかの損傷を受けることはない。
3. Protuberance formation process by pre-laser irradiation (microsphere bonding process)
As shown by the downward arrow in FIG. 7, irradiation is performed with an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm at a single pulse fluence of 30 mJ/cm 2 , a pulse repetition frequency of 1 Hz, and a number of shots of 100 (irradiation time 100 s). A laser beam is focused on the substrate 4 directly below each microsphere 10, and the main chain structure (Si--O--Si bonds) constituting the silicone rubber of the substrate 4 is photochemically cleaved. As a result, the portion of the substrate 4 on which the laser beam is focused has a lower molecular weight, volume expansion occurs, and the raised portion 11 begins to be formed. At this time, the base 4 and the microspheres 10 are weakly bonded. Therefore, the microspheres 10 will not move and come off the raised portions 11 during laser irradiation in subsequent steps. Note that in this step, the laser is uniformly irradiated onto a square area of 10 mm x 10 mm. Since the laser beam is not focused in the gap between the microspheres 10, the base 4 will not be damaged in this area.

4.真空蒸着による電極形成工程
図8に示すように、試料を真空蒸着装置に入れ、各微小球10の表面のうち、隣接する微小球10と対向する両側面部の各位置に、図中下向きの矢印で示すように金属蒸着を行い、金属薄膜の電極12を形成する。具体的には、微小球10の上方に、作成しようとする電極12のパターンが形成された適当な大きさの細かいメッシュマスクを置き、各微小球10の前記各位置に、隣接する電極12と電極12が導通しないように、それぞれ電極12を形成する。
4. Electrode formation process by vacuum evaporation As shown in FIG. 8, a sample is placed in a vacuum evaporation apparatus, and on the surface of each microsphere 10, a downward arrow in the figure is placed at each position on both side surfaces facing the adjacent microspheres 10. As shown in , metal vapor deposition is performed to form a metal thin film electrode 12 . Specifically, a fine mesh mask of an appropriate size on which the pattern of the electrode 12 to be created is formed is placed above the microspheres 10, and the adjacent electrodes 12 are placed at each position of each microsphere 10. Each electrode 12 is formed so that the electrode 12 is not electrically conductive.

5.レーザー照射による中空部形成工程
図9中に下向きの矢印で示すように、波長193nmのArFエキシマレーザーを、単一パルスのフルエンス30~40mJ/cm2 、パルス繰り返し周波数1Hz、ショット数1800(照射時間30min)で照射する。本工程により、隆起部11はさらに成長して高さが最も大きくなり、隆起部11の構造の内部にある低分子量のシリコーンは、レーザー照射によりさらに低分子量化して微小球10の表面に沿って堆積していき、微小球10の外形に沿ったカプセル状の中空部13が形成される。
5. Hollow part formation process by laser irradiation As shown by the downward arrow in FIG. 30 min). Through this step, the raised portions 11 grow further to reach the maximum height, and the low molecular weight silicone inside the structure of the raised portions 11 is further reduced in molecular weight by laser irradiation, and is formed along the surface of the microsphere 10. As the particles are deposited, a capsule-shaped hollow portion 13 that follows the outer shape of the microsphere 10 is formed.

6.エッチングによる微小球の除去(溶解)工程
図10に示すように、レーザー照射後の試料を、濃度46~48%のHF水溶液が入った密閉容器内の上部に固定し、図中下向きの矢印で示すように、HFガスの暴露により微小球10のみを化学エッチングにより除去する。本工程により、隆起部11に支えられたカプセル状の中空部13と、中空部13の内面の両側部に電極12が密着して残存した中空構造体15が得られる。なお、本工程において、大気圧下でHF水溶液を使用した場合には微小球10の除去は困難であったが、前述の通り、HFガスの化学エッチングによれば微小球10を除去することができた。従って、微小球10は、大気圧下で水が入り込めるようなサイズではないが、ガスが通過できる程度の孔を有する多孔質であると考えられる。このように、微小球10のエッチングにはガスを利用することが好ましい。ガスであれば、中空部13の多孔質の孔から内部に入り込んで微小球10を溶解することができるからである。また、このHFガス暴露の際、中空部13同士が並んで接近している部分では、内側に電極12があるため、中空部13の側面部同士がより接近し、接触する場合もあるため、中空部13の膜厚がその部分だけ薄くなると考えられる。したがって、このHFガス暴露の際、微小球10の除去と同時に、中空部13の側面部に化学エッチングにより微小な穴があき、外から電極12が見える状態になると考えられる。
6. Microsphere removal (dissolution) process by etching As shown in Figure 10, the sample after laser irradiation is fixed at the top of a closed container containing an HF aqueous solution with a concentration of 46 to 48%. As shown, only the microspheres 10 are removed by chemical etching upon exposure to HF gas. Through this process, a capsule-shaped hollow part 13 supported by the raised part 11 and a hollow structure 15 in which the electrodes 12 remain in close contact with both sides of the inner surface of the hollow part 13 are obtained. Note that in this step, it was difficult to remove the microspheres 10 when an HF aqueous solution was used under atmospheric pressure, but as described above, the microspheres 10 could be removed by chemical etching using HF gas. did it. Therefore, the microspheres 10 are considered to be porous, having pores that are not large enough to allow water to enter under atmospheric pressure, but are large enough to allow gas to pass through. In this way, it is preferable to use gas for etching the microspheres 10. This is because if it is a gas, it can enter the interior through the porous pores of the hollow portion 13 and dissolve the microspheres 10. In addition, during this HF gas exposure, since the electrodes 12 are on the inside of the parts where the hollow parts 13 are lined up and close to each other, the side parts of the hollow parts 13 may come closer to each other and come into contact. It is considered that the film thickness of the hollow portion 13 becomes thinner in that portion. Therefore, during this HF gas exposure, it is thought that at the same time as the microspheres 10 are removed, a minute hole is formed in the side surface of the hollow part 13 by chemical etching, so that the electrode 12 becomes visible from the outside.

なお、中空部13がシリコーンゴムから構成されていることはX線光電子分光分析より確認された。また、図9に示すように中空部13に微小球10が内包されているか、あるいは図10に示すように化学エッチングにより微小球10が中空部13から除去されているか、については、X線光電子分光分析によるSi2pピークのピーク位置により明確に区別できる。すなわち、微小球10が内包されている場合には、103.5eV(シリカのピーク位置)および102.0eV(シリコーンのピーク位置)の両方のピークが認められ、微小球10が除去されて中空部13内が空洞のときには、102.0eVのみのピークが検出される。 It was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy that the hollow portion 13 was made of silicone rubber. In addition, as for whether the microspheres 10 are included in the hollow part 13 as shown in FIG. 9, or whether the microspheres 10 are removed from the hollow part 13 by chemical etching as shown in FIG. They can be clearly distinguished by the peak position of the Si2p peak determined by spectroscopic analysis. That is, when the microspheres 10 are included, both peaks of 103.5 eV (peak position of silica) and 102.0 eV (peak position of silicone) are observed, and the microspheres 10 are removed and the hollow part When the inside of 13 is a cavity, only a peak of 102.0 eV is detected.

7.電解液充填工程
図11に示すように、シリコーンゴムの基体4の表面に電解液(イオン液体)16を滴下し、真空チャンバー内で30min、真空状態を維持し、中空構造体15の中空部13内に電解液16を浸透させ、充填する。前述した通り、中空部13は多孔質であるため、真空下であれば電解液16はその孔から浸透し、充填されるものと考えられる。
7. Electrolyte Filling Step As shown in FIG. 11, an electrolyte (ionic liquid) 16 is dropped onto the surface of the silicone rubber base 4, and a vacuum state is maintained in a vacuum chamber for 30 minutes. The electrolytic solution 16 is infiltrated and filled into the inside. As described above, since the hollow part 13 is porous, it is considered that the electrolytic solution 16 permeates through the pores and fills the hollow part 13 under vacuum.

なお、図12中に上向きの矢印で示すように、ArFエキシマレーザー照射後、シリコーンゴムの裏面から波長520nmのフェムト秒レーザーを、出力300~350mW、パルス繰り返し周波数20kHz、照射時間5~10sで照射すると、中空部13の天頂部に、多孔質の孔よりは大きいマイクロサイズの孔が生じるため、電解液16はその孔を経てより容易に内部に浸透することができる。なお、この図12の例の場合には、中空部13の天頂部に大きめの孔が形成されるため、電解液16に替えて固体の電解質を充填してもよい。なお、この工程でレーザーは10mm×10mmの正方形状の範囲に一様に照射している。微小球10と微小球10の隙間では、レーザーは集光されないため、この部分で基体4が何らかの損傷を受けることはない。 As shown by the upward arrow in Figure 12, after the ArF excimer laser irradiation, a femtosecond laser with a wavelength of 520 nm was irradiated from the back side of the silicone rubber with an output of 300 to 350 mW, a pulse repetition frequency of 20 kHz, and an irradiation time of 5 to 10 s. Then, micro-sized pores larger than the porous pores are generated at the top of the hollow portion 13, so that the electrolytic solution 16 can more easily penetrate into the interior through the pores. In the case of the example shown in FIG. 12, since a larger hole is formed at the top of the hollow portion 13, a solid electrolyte may be filled instead of the electrolytic solution 16. Note that in this step, the laser is uniformly irradiated onto a square area of 10 mm x 10 mm. Since the laser beam is not focused in the gap between the microspheres 10, the base 4 will not be damaged in this area.

8.接続部(微小導線)形成工程
図13に示すように、レーザー3Dプリンタ(レーザーアディティブマニュファクチャリング)の技術を用いて、隣接する2つの中空部13,13において、対向する2つの側面の間隙に金属粉末を供給しながらレーザーで溶融させることで、隣接する2つの中空部13,13の対向する電極12,12を導通させる接続部17を形成する。これで電気二重層キャパシタ5dの構造が完成する。なお、エッチングによる微小球10の除去(溶解)工程(図10参照)の後、接続部17の形成工程(図13参照)を行い、その後で、電解液16の充填工程(図11参照)を行なってもよい。
8. Connection part (microconductor) forming process As shown in FIG. 13, using laser 3D printer (laser additive manufacturing) technology, in the two adjacent hollow parts 13, 13, the gap between the two opposing sides is By melting the metal powder with a laser while supplying it, a connecting portion 17 is formed that connects the opposing electrodes 12, 12 of two adjacent hollow portions 13, 13 to each other. This completes the structure of the electric double layer capacitor 5d. Note that after the step of removing (dissolving) the microspheres 10 by etching (see FIG. 10), the step of forming the connection portion 17 (see FIG. 13) is performed, and then the step of filling the electrolyte 16 (see FIG. 11) is performed. You may do so.

次に、以上の工程で形成された電気二重層キャパシタ5dを有する第5実施形態の電子装置1dについて、図14を参照して説明する。
図14に示す電子装置1dは、蓄エネルギー装置2dと図示しない電子素子3を備えている。蓄エネルギー装置2dは、基体4と、基体4の表面に設けられた環境発電素子8と、基体4の表面に設けられて環境発電素子8に接続された蓄エネルギー素子としての電気二重層キャパシタ5dを有している。環境発電素子8の構成は、図3に示した第3実施形態と同様である。図示しない電子素子3は、基体4の内部に設けられて電気二重層キャパシタ5dに接続されている。この電子装置1dは、電気二重層キャパシタ5dが形成された部分が、微細構造の撥水性表面6となっており、電気伝導性を有する液体Lに浸漬した場合、電気二重層キャパシタ5dを収容する気体領域Aが基体4上に形成されるので、電気二重層キャパシタ5dを液体Lで濡らすことなく使用することができる。
Next, an electronic device 1d according to a fifth embodiment having an electric double layer capacitor 5d formed through the above steps will be described with reference to FIG. 14.
The electronic device 1d shown in FIG. 14 includes an energy storage device 2d and an electronic element 3 (not shown). The energy storage device 2d includes a base 4, an energy harvesting element 8 provided on the surface of the base 4, and an electric double layer capacitor 5d as an energy storage element provided on the surface of the base 4 and connected to the energy harvesting element 8. have. The configuration of the energy harvesting element 8 is similar to that of the third embodiment shown in FIG. An electronic element 3 (not shown) is provided inside the base 4 and connected to the electric double layer capacitor 5d. In this electronic device 1d, the portion on which the electric double layer capacitor 5d is formed has a microstructured water-repellent surface 6, and when immersed in the electrically conductive liquid L, the electric double layer capacitor 5d is accommodated. Since the gas region A is formed on the base 4, the electric double layer capacitor 5d can be used without getting wet with the liquid L.

第5実施形態の電子装置1dによれば、海水を代表とする電気伝導性を有する液体L中での環境発電ができるため、組み込まれた電子素子3(センサ及び通信素子)は、外部からの電源の供給や電池がなくても、液体L存在下において、安定して長期間にわたってリアルタイムで情報収集を行い、収集した情報を送信することができる。また気体領域Aにある電気二重層キャパシタ5dにも蓄エネルギーができる。このような電子装置1dは、IoTデバイスとして非常に有用である。さらに、この電子装置1dにおいて電気二重層キャパシタ5dを実現した中空構造体(微細隆起構造)は、次の実施形態6において説明するように、広く電気電子工学分野におけるデバイス作製の基礎技術に適用可能であるため、その用途はあらゆる分野に敷衍することが可能である。 According to the electronic device 1d of the fifth embodiment, energy harvesting can be performed in the electrically conductive liquid L, typified by seawater, so that the incorporated electronic device 3 (sensor and communication device) is free from external interference. Even without power supply or batteries, information can be collected stably in real time over a long period of time in the presence of liquid L, and the collected information can be transmitted. Energy can also be stored in the electric double layer capacitor 5d in the gas region A. Such an electronic device 1d is very useful as an IoT device. Furthermore, the hollow structure (fine raised structure) that realizes the electric double layer capacitor 5d in this electronic device 1d can be widely applied to basic technology for manufacturing devices in the field of electrical and electronic engineering, as explained in the following Embodiment 6. Therefore, its uses can be extended to all fields.

次に、第6実施形態の中空構造体15について説明する。
第6実施形態は、第5実施形態の基体4の表面に形成された中空構造体15の微細構造と、これを製造する第5実施形態の方法を、他の用途に応用する例である。以下、第5実施形態の図5~図7、図9及び図10と、これらの図に関する明細書の記載を援用し、さらに図15を参照して第6実施形態を説明する。
Next, a hollow structure 15 according to a sixth embodiment will be described.
The sixth embodiment is an example in which the fine structure of the hollow structure 15 formed on the surface of the base 4 of the fifth embodiment and the method of manufacturing the same according to the fifth embodiment are applied to other uses. The sixth embodiment will be described below with reference to FIGS. 5 to 7, 9, and 10 of the fifth embodiment, and the description of the specification regarding these figures, and further with reference to FIG. 15.

図5~図7の工程は第5実施形態と同じである。
図7の工程の次に、第5実施形態では製造した電極12を製造することなく、図9に示す工程を行なう。すなわち、波長193nmのArFエキシマレーザーを、第5実施形態と同一の条件で照射する。本工程により、隆起部11はさらに成長して高さが最も大きくなり、隆起部11の構造の内部にある低分子量のシリコーンゴムは、レーザー照射によりさらに低分子量化して微小球10の表面に沿って堆積していき、微小球10の外形に沿ったカプセル状の中空部13が形成される。
The steps in FIGS. 5 to 7 are the same as in the fifth embodiment.
After the process shown in FIG. 7, in the fifth embodiment, the process shown in FIG. 9 is performed without manufacturing the manufactured electrode 12. That is, irradiation is performed with an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm under the same conditions as in the fifth embodiment. Through this step, the raised portion 11 grows further and becomes the largest in height, and the low molecular weight silicone rubber inside the structure of the raised portion 11 is further reduced in molecular weight by laser irradiation and stretches along the surface of the microsphere 10. As a result, a capsule-shaped hollow portion 13 that follows the outer shape of the microsphere 10 is formed.

図10に示すように、レーザー照射後の試料を、濃度46~48%のHF水溶液が入った密閉容器内の上部に固定し、HFガスの暴露により微小球10のみを化学エッチングにより除去する。本工程により、隆起部11と、これに支えられたカプセル状の中空部13を有する中空構造体15が得られる。図9及び図10には電極12が示されているが、これは第5実施形態の構造の場合であり、第6実施形態の中空構造体15は、図9及び図10から電極12を除外した構造となる。 As shown in FIG. 10, the sample after laser irradiation is fixed at the top of a closed container containing an HF aqueous solution with a concentration of 46 to 48%, and only the microspheres 10 are removed by chemical etching by exposure to HF gas. Through this process, a hollow structure 15 having a raised part 11 and a capsule-shaped hollow part 13 supported by the raised part 11 is obtained. Although the electrode 12 is shown in FIGS. 9 and 10, this is the structure of the fifth embodiment, and the hollow structure 15 of the sixth embodiment excludes the electrode 12 from FIGS. 9 and 10. The structure is as follows.

図15は、第6実施形態の中空構造体15の電子顕微鏡写真を示す。撮影機材は、Phenomworld 社の Proであり、撮影条件は、電子線の加速電圧10kV、倍率は20000倍である。図の写真中に、3μmの縮尺を表すスケールを表示する。この写真から理解されるように、基体4の表面に、基体4の一部が隆起した直径約1.5μm、高さ約1μmの隆起部11と、隆起部11に連続して形成された直径約2μmの中空部13とを有する中空構造体15が、概ね一様なサイズで、約2.5μmの間隔で並んで形成されている。この写真は、第5及び第6実施形態の製造工程の説明に用いた図では、図10に相当する。但し、中空部13の内面に電極12は形成されていない。 FIG. 15 shows an electron micrograph of the hollow structure 15 of the sixth embodiment. The imaging equipment was Phenomworld's Pro, and the imaging conditions were an electron beam acceleration voltage of 10 kV and a magnification of 20,000 times. A scale representing a scale of 3 μm is shown in the photograph of the figure. As can be understood from this photograph, on the surface of the base 4, there is a raised part 11 with a diameter of about 1.5 μm and a height of about 1 μm, which is a raised part of the base 4, and a diameter continuous with the raised part 11. Hollow structures 15 having hollow portions 13 of about 2 μm are formed in a substantially uniform size and lined up at intervals of about 2.5 μm. This photograph corresponds to FIG. 10 in the diagram used to explain the manufacturing process of the fifth and sixth embodiments. However, the electrode 12 is not formed on the inner surface of the hollow part 13.

第6実施形態の中空構造体15は、例えば「ドラッグデリバリーシステム」に好適に応用することができる。例えば、これら中空構造体15の中空部13に薬を内包させ、これを服用した患者の体内を中空構造体15が移動し、所望の場所(患部)で所望の量の薬を放出させるように構成する。例えば、各中空部13には、それぞれA薬、B薬、C薬、D薬など、種類の異なる薬を内包させておき、ある患部ではA薬とC薬を放出し、次の患部ではB薬とC薬を放出し、さらに次の患部ではB薬とD薬を放出し、各患部の病状に応じた薬効が得られるようにする。そのためには、第5実施形態で中空部13の内部に電極12を作り込んだ技術や、レーザー3Dプリンタの技術を用いて、それぞれの中空部13に小さなポンプを設け、各ポンプが必要なタイミングで作動して必要な薬を対象となる患部に供給するように構成すればよい。 The hollow structure 15 of the sixth embodiment can be suitably applied to, for example, a "drug delivery system". For example, a medicine is encapsulated in the hollow part 13 of these hollow structures 15, and the hollow structure 15 moves inside the body of a patient who takes the medicine, so that a desired amount of medicine is released at a desired place (affected area). Configure. For example, each hollow part 13 may contain different types of drugs, such as drug A, drug B, drug C, drug D, etc., and drug A and C are released in one affected area, and drug B is released in the next affected area. Medicine and C medicine are released, and then medicines B and D are released in the next affected area, so that the medicinal effects can be obtained according to the condition of each affected area. In order to do this, small pumps are provided in each hollow part 13 using the technique of creating the electrode 12 inside the hollow part 13 in the fifth embodiment or the laser 3D printer technology, and each pump is activated at the required timing. The device may be configured to operate in such a way as to supply the necessary medicine to the target affected area.

第6実施形態の中空構造体15を用いて潜熱蓄熱素子を構成することもできる。前記中空構造体15の中空部13に、パラフィン等の潜熱蓄熱材を封入すれば、固体のパラフィンが液体Lになるときに吸熱し、液体Lのパラフィンが固体になるときに放熱するマイクロカプセル状の潜熱蓄熱素子が得られる。このようなマイクロカプセル状の潜熱蓄熱素子を、ベッドのマットレス等の繊維製品にプリントして定着させれば、使用時の快適性が増大し、また建築材へ混入すれば省エネハウスの材料として使用できる。その他、種々の樹脂材料に混入することで多様な業種における省エネ材料として使用することができる。 A latent heat storage element can also be constructed using the hollow structure 15 of the sixth embodiment. If a latent heat storage material such as paraffin is sealed in the hollow part 13 of the hollow structure 15, a microcapsule-shaped material that absorbs heat when solid paraffin becomes liquid L and radiates heat when paraffin in liquid L becomes solid can be formed. A latent heat storage element is obtained. If such microcapsule-shaped latent heat storage elements are printed and fixed on textile products such as bed mattresses, they will increase comfort during use, and if mixed into building materials, they can be used as materials for energy-saving houses. can. Additionally, by mixing it with various resin materials, it can be used as an energy-saving material in a variety of industries.

1,1a,1b,1c,1d…電子装置
2,2a,2b,2c,2d…蓄エネルギー装置
3…電子素子
4…基体
5…蓄エネルギー素子
5a,5b…蓄エネルギー素子としての蓄電素子
5c…蓄エネルギー素子としての蓄熱素子
5d…蓄エネルギー素子としての電気二重層キャパシタ
6…撥水性表面
7…環境発電素子としての太陽電池
8…環境発電素子
9…電磁波吸収体
10…微小体としての微小球
11…隆起部
12…電極
13…中空部
15…中空構造体
16…電解液
17…接続部
A…気体領域
L…液体
E…電磁波
1, 1a, 1b, 1c, 1d...Electronic device 2, 2a, 2b, 2c, 2d...Energy storage device 3...Electronic element 4...Base 5...Energy storage element 5a, 5b...Energy storage element as an energy storage element 5c... Heat storage element as an energy storage element 5d... Electric double layer capacitor as an energy storage element 6... Water repellent surface 7... Solar cell as an energy harvesting element 8... Energy harvesting element 9... Electromagnetic wave absorber 10... Microsphere as a microscopic body 11... Protuberance 12... Electrode 13... Hollow part 15... Hollow structure 16... Electrolyte 17... Connection part A... Gas region L... Liquid E... Electromagnetic wave

本発明は、電源として利用される蓄エネルギー装置とその製造方法に係り、特に水中での使用が可能な小型の蓄エネルギー装置とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an energy storage device used as a power source and a method of manufacturing the same, and particularly to a small-sized energy storage device that can be used underwater and a method of manufacturing the same .

本発明は、以上説明した本願発明者の知見と研究に基づいてなされたものであり、蓄電や蓄熱などの蓄エネルギー機能を備えた水中で使用可能な蓄エネルギー装置と、その製造方法を提供すること等を目的としている。 The present invention has been made based on the knowledge and research of the inventor described above, and provides an energy storage device that can be used underwater and has energy storage functions such as electricity storage and heat storage, and a method for manufacturing the same . The purpose is to

請求項1に記載された蓄エネルギー装置は、
電気伝導性を有する液体に接した表面の一部に気体領域が形成される基体と、前記気体領域の内部において前記基体に配置された蓄エネルギー素子と、を有し、前記気体領域が形成される前記基体の表面が撥水性表面である蓄エネルギー装置であって、
前記蓄エネルギー素子が、
前記気体領域の内部において前記基体の表面に形成された中空部と、
前記中空部の内面に設けられた電極と、
前記中空部の電極と隣接する前記中空部の電極を電気的に接続する接続部と、
前記中空部の内部に充填された電解液と、
を有する前記電気二重層キャパシタであることを特徴としている。
The energy storage device according to claim 1 includes:
A base body having a gas region formed in a part of the surface in contact with an electrically conductive liquid, and an energy storage element disposed on the base body inside the gas region , the gas region being formed. The surface of the base body is a water-repellent surface, the energy storage device comprising:
The energy storage element is
a hollow portion formed on the surface of the base body inside the gas region;
an electrode provided on the inner surface of the hollow part;
a connection part that electrically connects the electrode in the hollow part and the electrode in the adjacent hollow part;
an electrolytic solution filled inside the hollow part;
The electric double layer capacitor is characterized in that the electric double layer capacitor has the following characteristics.

請求項に記載された蓄エネルギー装置の製造方法は、請求項に記載された前記蓄エネルギー装置の製造方法であって、
前記電気二重層キャパシタの製造工程が、
前記基体の表面に間隔をおいて配置された複数の微小体に電磁波を照射し、前記微小体の下方にある前記基体に前記微小体が固定された隆起部を形成する工程と、
隣接する前記微小体と対向する前記微小体の表面に前記電極を形成する工程と、
前記微小体に電磁波を照射し、前記隆起部に連続する前記中空部を前記微小体及び前記電極を覆って形成する工程と、
前記中空部及び前記電極を残して前記微小体を除去する工程と、
前記中空部の内部にある前記電極と、隣接する前記中空部の内部にある前記電極とを接続する前記接続部を形成する工程と、
前記中空部の内部に前記電解液を充填する工程と、
を含むことを特徴としている。
The method for manufacturing the energy storage device according to claim 2 is the method for manufacturing the energy storage device according to claim 1 , comprising:
The manufacturing process of the electric double layer capacitor includes:
irradiating electromagnetic waves to a plurality of microscopic bodies arranged at intervals on the surface of the base body to form a protuberance on the base body below the microscopic bodies to which the microscopic bodies are fixed;
forming the electrode on the surface of the microscopic body facing the adjacent microscopic body;
irradiating the microscopic body with electromagnetic waves to form the hollow portion that is continuous with the raised portion and covering the microscopic body and the electrode;
removing the microscopic body leaving the hollow part and the electrode;
forming the connection portion that connects the electrode located inside the hollow portion and the electrode located inside the adjacent hollow portion;
filling the inside of the hollow part with the electrolytic solution;
It is characterized by including.

請求項1に記載された蓄エネルギー装置によれば、水中に配置したセンサ等の電子素子を作動させる電源として利用することができる。また、蓄エネルギー装置を水中に配置した場合に、基体の撥水性表面に気体領域が形成されるので、蓄エネルギー素子が濡れるのを防ぐことができる。また、微小な中空部が形成された基体の表面が撥水性表面となって水中に気体領域を作り、この中空部等によって構成された電気二重層キャパシタが電子素子に電気を供給することができる。 According to the energy storage device according to the first aspect, it can be used as a power source for operating electronic elements such as sensors placed underwater. Further, when the energy storage device is placed in water, a gas region is formed on the water-repellent surface of the base, so that the energy storage element can be prevented from getting wet. In addition, the surface of the substrate with minute hollow parts formed therein becomes a water-repellent surface, creating a gas region in water, and an electric double layer capacitor formed by these hollow parts can supply electricity to electronic devices. .

請求項に記載された蓄エネルギー装置の製造方法によれば、基体の表面に形成された隆起部及び中空体と、中空体の内面に設けられた電極と、隣接する中空体の電極を接続する接続部と、中空部の内部に充填された電解液とを有する電気二重層キャパシタを、簡単な工程で確実に製造することができる。 According to the method for manufacturing an energy storage device according to claim 2 , the protrusion and the hollow body formed on the surface of the base, the electrode provided on the inner surface of the hollow body, and the electrode of the adjacent hollow body are connected. An electric double layer capacitor having a connecting portion and an electrolytic solution filled inside a hollow portion can be reliably manufactured through a simple process.

Claims (10)

電気伝導性を有する液体に接した表面の一部に気体領域が形成される基体と、
前記気体領域の内部において前記基体に配置された蓄エネルギー素子と、
を有することを特徴とする蓄エネルギー装置。
a base in which a gas region is formed in a part of the surface that is in contact with an electrically conductive liquid;
an energy storage element disposed on the base body inside the gas region;
An energy storage device characterized by having.
前記気体領域が形成される前記基体の表面が撥水性表面であることを特徴とする請求項1記載の蓄エネルギー装置。 The energy storage device according to claim 1, wherein the surface of the base on which the gas region is formed is a water-repellent surface. 前記蓄エネルギー素子が、
化学電池と電気二重層キャパシタを含む蓄電素子群と、潜熱蓄熱素子と化学蓄熱素子と熱電蓄熱素子と温度差蓄熱素子と光化学蓄熱素子と顕熱蓄熱素子を含む蓄熱素子群の少なくとも何れか一方の群から選択された1以上の素子であることを特徴とする請求項2記載の蓄エネルギー装置。
The energy storage element is
At least one of a power storage element group including a chemical battery and an electric double layer capacitor, a heat storage element group including a latent heat heat storage element, a chemical heat storage element, a thermoelectric heat storage element, a temperature difference heat storage element, a photochemical heat storage element, and a sensible heat heat storage element. The energy storage device according to claim 2, characterized in that the energy storage device is one or more elements selected from the group.
前記蓄エネルギー素子が、
前記気体領域の内部において前記基体の表面に形成された中空部と、
前記中空部の内面に設けられた電極と、
前記中空部の電極と隣接する前記中空部の電極を電気的に接続する接続部と、
前記中空部の内部に充填された電解液と、
を有する前記電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項3記載の蓄エネルギー装置。
The energy storage element is
a hollow portion formed on the surface of the base body inside the gas region;
an electrode provided on the inner surface of the hollow part;
a connection part that electrically connects the electrode in the hollow part and the electrode in the adjacent hollow part;
an electrolytic solution filled inside the hollow part;
The energy storage device according to claim 3, wherein the electric double layer capacitor has:
前記蓄エネルギー素子に、
前記気体領域と前記液体の両方に跨がるように前記基体に配置された種類が異なる2つの金属を有し、前記気体領域内において2つの前記金属の間に生じる電位差により電力を発生させる環境発電素子が接続されたことを特徴とする請求項3に記載の蓄エネルギー装置。
In the energy storage element,
An environment in which two metals of different types are arranged on the base body so as to span both the gas region and the liquid, and electric power is generated by a potential difference generated between the two metals in the gas region. The energy storage device according to claim 3, characterized in that a power generation element is connected.
前記蓄熱素子群の素子には、熱電変換素子が接続されていることを特徴とする請求項3に記載の蓄エネルギー装置。 The energy storage device according to claim 3, wherein a thermoelectric conversion element is connected to the elements of the heat storage element group. 前記電気二重層キャパシタの製造工程が、
前記基体の表面に間隔をおいて配置された複数の微小体に電磁波を照射し、前記微小体の下方にある前記基体に前記微小体が固定された隆起部を形成する工程と、
隣接する前記微小体と対向する前記微小体の表面に前記電極を形成する工程と、
前記微小体に電磁波を照射し、前記隆起部に連続する前記中空部を前記微小体及び前記電極を覆って形成する工程と、
前記中空部及び前記電極を残して前記微小体を除去する工程と、
前記中空部の内部にある前記電極と、隣接する前記中空部の内部にある前記電極とを接続する前記接続部を形成する工程と、
前記中空部の内部に前記電解液を充填する工程と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載された前記蓄エネルギー装置の製造方法。
The manufacturing process of the electric double layer capacitor includes:
irradiating electromagnetic waves to a plurality of microscopic bodies arranged at intervals on the surface of the base body to form a protuberance on the base body below the microscopic bodies to which the microscopic bodies are fixed;
forming the electrode on the surface of the microscopic body facing the adjacent microscopic body;
irradiating the microscopic body with electromagnetic waves to form the hollow portion that is continuous with the raised portion and covering the microscopic body and the electrode;
removing the microscopic body leaving the hollow part and the electrode;
forming the connection portion that connects the electrode located inside the hollow portion and the electrode located inside the adjacent hollow portion;
filling the inside of the hollow part with the electrolytic solution;
The method for manufacturing the energy storage device according to claim 4, further comprising:
請求項1乃至6の何れか一つに記載の前記蓄エネルギー装置から供給される電力で機能する電子素子備えたことを特徴とする電子装置。 An electronic device comprising an electronic element that functions with electric power supplied from the energy storage device according to any one of claims 1 to 6. 基体の一部が隆起することにより形成された隆起部と、
前記隆起部に連続して形成された中空部と、
を有することを特徴とする中空構造体。
a raised part formed by raising a part of the base;
a hollow part formed continuously in the raised part;
A hollow structure characterized by having.
基体の表面に間隔をおいて配置された複数の微小体に電磁波を照射し、前記微小体の下方にある前記基体に前記微小体が固定された隆起部を形成する工程と、
前記微小体に電磁波を照射し、前記隆起部に連続する前記中空部を前記微小体を覆って形成する工程と、
前記中空部を残して前記微小体を除去する工程と、
を有することを特徴とする中空構造体の製造方法。
irradiating electromagnetic waves to a plurality of microscopic bodies arranged at intervals on the surface of the base body to form a protrusion on the base body below the microscopic bodies to which the microscopic bodies are fixed;
irradiating the microscopic body with electromagnetic waves to form the hollow portion that is continuous with the raised portion and covering the microscopic body;
removing the microscopic body leaving the hollow part;
A method for manufacturing a hollow structure, comprising:
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