2014年7月4日金曜日

エネルギー収支

今回は、研究にも関連するけど、個人的な実験のお話。

今の自宅も、入居後2年ちょっと経過しました。以前、このブログでも紹介したように、この家はエネルギー自給自足に向けた個人的な実験でもあります。
ここで、2013年の「実験データ」を紹介します。


ちょっと煩雑な図ですが、緑の折れ線はこの1年間の1日ごとの発電電力量です。薄緑で塗りつぶされた分は、発電電力量-消費電力量の収支における黒字分(つまり作った電力のほうが多い日です)、薄赤で塗りつぶされた分は、逆に赤字分です。
我が家の2013年エネルギー自給率は74%でした。冷暖房と給湯を電力でまかなっているわりには、なかなかの自給率だと思います。しかも、原則的に24時間冷暖房を使った結果です。やはり、「高気密・高断熱」の威力はなかなかのものですね。

緑の点線は何かというと、我が家のシステムで毎日がほぼベストコンディションだったら発電できるであろう理想曲線をおおざっぱに引いてみたものです。これはかなり荒い近似なので、いずれもっと精度を上げた経験式と比較してみます。
本来なら一番発電量が多くなるはずの夏場にかけて、梅雨空のせいで見事に大損していることがわかります。
この手のデータを初めて見る人は、「こんなに発電しないのか!?」と思われるでしょう。でも、我が家の2013年年間発電電力量実績 6707 kWhに対して、日照データと工学的な経験式から推定される2013年の総発電量は 6262 kWhです(こちらのサイトを使わせて頂きました)。つまり、これでもこの地域の水準より発電しているほうなのです。

緑と赤の階段状の線は、それぞれ発電と消費の1ヶ月平均電力量です。
いかに冬場に消費電力量が大きいかがわかりますね。
この差の第1の原因は冷暖房です。どちらもヒートポンプによるのですが、夏は外気温最高35℃のときに室温は27℃くらいですから、温度差は最大8℃。それに対して、冬は下手をすると外気温-5℃くらいまで下がります(このあたりは、気候的に東北地方南部太平洋岸相当なのです!)から、室温を20℃に保つとして温度差は25℃もあります。この温度差で熱を逆流させるのですから、大変です。
もう一つの原因は温水器です。これもヒートポンプですが、外気温マイナスのところで水を45℃近くにまで暖めるわけですから、熱を運ぶために要する仕事はさらに大きくなります。
おかげで、12月~2月は大赤字になるわけです。
一方、一番黒字になるのが5月です。これは西日本ならたいていこうなるようです。
日射量が大きいにもかかわらず、梅雨もなく、台風や夕立も来ないからです。さらにもう一つ、気温が高すぎないこともプラスになります。
一般的な半導体では、温度上昇とともにバンドギャップが小さくなります。そんなの大したことないだろうと思われるかもしれませんが、結晶シリコンの場合、25℃に対して70℃では約2割も出力低下します。我が家のパネルは、結晶系ではなく薄膜シリコン系タンデムなので(残念ながら「有機」ではありません ^^)、元々バンドギャップが広いためにこの低下が少なめになります。さらに、「夏場のアニール効果」で効率が回復する現象が拮抗するため、あまり目立ちません。

さて、この収支を改善するには、暖房と給湯の効率をいかに上げるかです。
快適かつ現代的(というより未来志向)な生活を犠牲にしないことが前提ですから、冷暖房をケチるつもりはありません。
まず、ターゲットは給湯です。娘と家内には、冬場に頭を洗う日を間引けと言っているのですが....
今年の冬は、こっそり給湯温度を下げてみましょうか。

2014年6月18日水曜日

2014春SPring-8実験

4月に引き続き、今年度2度目のSPring-8での実験。6/11~14の間、スタッフ総出で出かけました。
今回は、専属カメラマン(?)がいたため、写真がたっぷりあります。抜粋して、実験風景を紹介します。

 SPring-8初登場となるA君。初参加の人には、実験の空き時間に、いかにここの蓄積リング棟が大きいかを体験してもらいます。これは、その旅の途中。
実験で使うスペシャル真空チャンバーを調整中。
今回、有機薄膜の蒸着 in-situ XRD観察の専門家である岩手大の吉本研の皆様との共同実験です。
測定チャンバーがゴニオメータ上に設置されたところです。解る人には解る、迫力の風景です。
この実験には、ともかく人手が必要です。研究室では1人かせいぜい2人で実験していますが、このときばかりは大勢で協力して装置のセットアップや試料作成~測定を行います。
NAIST-岩手大-JASRI合同チームで、何かを打合せ中。
さすが、一眼レフだと良いぼけ味ですね。フォーカスは松原助教。
JASRI小金澤さん、岩手大O君には特にお世話になりました。
小島カメラマン、いつの間にかこんなところに...
NAIST熱電チームのI君とA君。
念のため、A君のほうが日本人標準的な身長です。
新装開店準備中の姫路城。
SPring-8初体験メンバーがいるときには、実験終了後ここに来ることが多いですが、今回は貴重な新品同様の姫路城です。

2014年5月20日火曜日

Batlogg先生およびHo先生セミナー講演

ISOME2014での招待講演のために来日されたETH ZürichのBertram Batlogg先生とNational University of SingaporeのPeter Ho先生にNAISTまでお越し頂き、セミナー講演をお願いしました。


Batlogg先生には、有機単結晶ならびに多結晶薄膜中でのキャリア輸送とゼーベック効果について、結果として1時間半近くセミナーを開いて頂き、学生や他研究室の若手教員の方々も含めてディスカッションを行いました。
それにしても、Batloggグループのルブレン単結晶FETの特性は本当に美しいですね。先生も言われていましたが、大抵のシリコンMOS-FETより教科書的な特性です。私も、良く講義やセミナーで言っていますが、一般論として無機半導体より有機半導体のほうがギャップ内準位がはるかに少ないということを力説されていました。
Batlogg先生の講義はいつもながら分かりやすく、学生達にもうまく質問を誘導して頂きました。質問のご褒美はスイス製のチョコレートでした。


Ho先生には、ポリマートランジスタにおけるポリマー/ゲート絶縁膜界面でのπ骨格の配向評価について講演頂きました。基板表面の化学修飾の効果として、この分野ではよく親水疎水の度合い(例えば水の接触角)で単純に議論する研究が多い中、そんなに単純ではないよ、というのが判る良い例であったかと思います。
実験テクニックとして、いくつか驚かされるものもありました。


さて、お二人には奈良ホテルに泊まって頂いたのですが、実はここには因縁があります。


この壁に掛かっている写真で判りますでしょうか?
ETH Zürich卒業生の中でも、日本人にとって最も有名な人、Albert Einstein先生です。
Einstein先生は1921年のノーベル物理学賞を受賞していますが、実はその決定は保留されており、受賞決定の報を聞いたのは1922年に日本に向かう途中だったそうです。
ノーベル賞受賞直後の有名な科学者の来日(当時、そう簡単にヨーロッパからアジアまで来られませんから)に、日本中で大歓迎されるわけですが、日本中を旅した中で奈良にも2泊されています。
そのときの宿が奈良ホテルで、このピアノはその際にEinstein先生が弾いている姿が写真に撮られた、まさに本物のピアノです。

お二人とも、子供のようにはしゃいでいました。大抵の物理学者にとってEinstein先生はヒーローですからね。

2014年5月13日火曜日

新M1配属

今年は例年より配属時期が早くなり、新M1の配属が決定しました。


試しに、当研究室所属学生の実家住所をプロットするとこんな感じです。ただし、地図が広くなりすぎるので、タイから来たCher君は欄外になっています。

国内について、近畿地方とそれ以外とでちょうど半々ですね。
NAISTは、関西圏にある大学の中では、近畿地方の外から来る学生が多いほうで、H26年度入学M1で近畿地方率は57%だそうです。

当研究室メンバーの近畿地方率は、それより少ないですね。

2014年4月24日木曜日

有機エレクトロニクス研究もこれからが本番

TechOn改め日経テクノロジーOnlineに、4月1日から有機エレクトロニクスのテーマサイトができました。
有機エレクトロニクス関連のニュースが次々と掲載されていますので、是非みなさんもご覧下さい。

2014年4月17日木曜日

NAISTプロモーションビデオ

NAISTの新作プロモーションビデオがNAISTチャンネルにアップロードされています。
なかなかかっこいいですね。


2014年3月14日金曜日

伊藤君、最優秀学生賞受章

M2の伊藤君が前期課程修了者の中から選ばれる最優秀学生賞を授与されました。
3/8のオープンキャンパス(研究成果報告会)において、受賞講演を行いましたので、お知らせします。


左から、垣内研究科長、後期課程受賞者である水野斎君(量子物性科学研究室、前期課程受賞者の大橋賢次君(光情報分子科学研究室)、山下正貴君(有機光分子科学研究室)、伊藤光洋君(有機固体素子科学研究室)。なんと、今回、全員が有機エレクトロニクス関連の研究テーマでの受章です。

 




オープンキャンパスに訪れた人たちの前で研究発表を行いました。

さらに、オープンキャンパス開催中、ポスターを前に質問に答えました。長時間お疲れ様でした。


2014年3月5日水曜日

受験生のためのオープンキャンパス2014

受験生のためのオープンキャンパス2014が3月8日、つまり今週土曜日に開催されます。

もし、NAISTの受験を考えている人がこのブログを見ていたら、是非とも参加をお勧めします。

事前登録は不要で、どの研究室も院生の人たちが熱心に研究テーマについて説明してくれると思います。今回は、当研究室も例年に増して見学対応に力を入れるつもりです。
また、今回、当研究室M2の伊藤君が、最優秀学生賞受賞者として「公開研究業績報告会口頭発表」(あまりPRされていませんが、午前10時〜11時に開催されます)を行います。

有機エレクトロニクスに興味がある人たちの参加をお待ちしています!!