省電力性・発色性に優れた新しい調光ガラスの実証実験を開始

~オフィス普及を見据えて、つくば市の施設に実機を設置し耐久性・操作性を検証~

つくば市は、物質・材料研究機構(NIMS)と共同で、NIMS開発の材料を用いた、透明度をスイッチで切り替えられる「調光ガラス」を、市民が利用する施設の窓に設置し、将来の実用化に向けて、長期使用に対する動作安定性と切り替えの操作性向上に関する実証実験を2020年9月8日から開始します。
遮光/透明状態をスイッチで自由に切り替えられるエレクトロクロミック(EC)調光ガラスは、カーテンやブラインドを必要としない次世代窓として注目されています。現在、ボーイング787などで使用されていますが、消費電力や発色性の面で課題がありオフィスなどへの普及が進んでいません。そんな中、NIMSは既存材料に比べて低消費電力で駆動し発色性にも優れ、また含まれる金属種を変えることで、青、緑、紫、黒など様々な色に変えることができるEC材料「メタロ超分子ポリマー」を開発し、その実用化に向けた研究を進めてきました。今年に入り、メタロ超分子ポリマーの安定供給に目途がついたことから、NIMSではこの材料を用いた新しいEC調光ガラスを数百枚単位で製造し、建物に設置した状態での耐久性や操作性を検証・向上させる実証試験場所の選定を行っていました。

調光ガラスを設置する施設の窓(左)と取り付けが済んだ調光ガラス(右)調光ガラスを設置する施設の窓(左)と取り付けが済んだ調光ガラス(右)

今回、青色と紫色のEC調光ガラスをつくばスタートアップパーク(茨城県つくば市吾妻2-5-1)の窓に設置し、長期使用に対する動作安定性に関する実証実験を9月8日より開始します。1,000枚以上の調光ガラス(1枚10 cm × 10 cm)を、木枠に入れて既存の窓の内側に設置します。また、2021年3月までの本実証実験期間を通じて、施設利用者にも操作していただき、要望に沿って切り替えの操作性などを改良する予定です。

つくばスタートアップパークにおける調光ガラスの設置場所つくばスタートアップパークにおける調光ガラスの設置場所

本実証実験は、国立研究開発法人物質・材料研究機構 機能性材料研究拠点 電子機能高分子グループ 樋口昌芳グループリーダーらの研究グループが、つくば市スタートアップ推進室、及び科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業CREST「素材・デバイス・システム融合による革新的ナノエレクトロニクスの創成」研究領域(研究総括 桜井貴康)における研究課題「超高速・超低電力・超大面積エレクトロクロミズム」(研究代表者 樋口昌芳)の支援を受けて行います。

用語解説
○エレクトロクロミック材料(Electrochromic材料(EC材料))
電気化学的酸化還元により色が変わる特性を持つ材料。

○メタロ超分子ポリマー(有機/金属ハイブリッドポリマー
金属イオンと有機配位子が錯形成することで合成されるポリマー(高分子)。金属から有機配位子への電荷移動吸収(MLCT吸収)に基づいて着色する。含まれる金属や有機配位子の違いにより、様々な色のポリマーが得られる。ポリマー中の金属イオンを電気化学的に酸化すると、MLCT吸収が消失しポリマーの色が消える。この状態から金属イオンを電気化学的に還元すると、MLCT吸収が再び現れ、ポリマーは元の着色状態に戻る。このように、電気化学的酸化還元により消色/着色のエレクトロクロミック特性を示す。

つくばスタートアップパーク
研究機関が集積するつくば市の強みであるテクノロジー系スタートアップの支援を行う、つくば市が運営するインキュベーション施設。コワーキングスペース、セミナールームといった場所の提供のほか、起業に関する相談受付やセミナー・イベントを開催し、起業家・研究機関・投資家・金融機関等のスタートアップに関する多様な人々の交流を生み出しています。
公式ホームページ▶https://tsukuba-stapa.jp/

※詳細につきましては、添付の共同プレスリリースをご確認ください。

  1. プレスリリース >
  2. つくば市 >
  3. 省電力性・発色性に優れた新しい調光ガラスの実証実験を開始