Nagaoka University of Technology Institutional Repository

冀, 咏錚

キ　エイジョウ

酸化物系全固体ナトリウムイオン電池に資するガラスセラミックスの創製

国立大学法人長岡技術科学大学博士（工学）doctoral thesi

蔦, 将哉

（様式４）  
別紙２  
 
論文審査の結果の要旨 
 
学位申請者 蔦 将哉 
 
 本論文は，「レーザー誘起による Eu 添加リン酸塩蛍光体の永続的還元の解明」と題し，
７章より構成されている． 
 第１章では，Eu 蛍光体の基礎特性やその応用範囲について，Eu イオンの価数に着目して
説明し，その制御が重要であることを述べている．その中で，従来の還元手法では蛍光体
の粒子径が増加してしまう課題があることを受け，レーザーを用いた光照射による還元手
法を提案している．以上の背景を踏まえ，レーザー誘起による Eu 蛍光体の永続的な光還元
機構を解明し，その機構をモデル化することを目的とすることを述べている． 
 第２章では，本研究で扱う KSrPO4:Eu 蛍光体の合成手法について述べている．合成手法
として，目的とする材料の原子分布を均一に制御できる錯体重合法を採用し，その合成過
程を説明している．さらに，合成した KSrPO4:Eu 蛍光体に対して X 線回折測定を行い，Eu
イオンが KSrPO4 結晶構造を破壊することなく添加できていることを示している． 
 第３章では，合成した KSrPO4:Eu 蛍光体の発光特性を述べている．発光測定により得ら
れたスペクトルを比較することで，異なる価数における発光特性の違いを示している． 
 第４章では，従来の還元手法，及び光還元を適用する前後の KSrPO4:Eu 蛍光体の粒子径
について述べている．各還元手法を適用する前後の KSrPO4:Eu 蛍光体粒子を走査型電子顕
微鏡（SEM）により観察し，得られた SEM 画像から粒径分布を作成することにより，従来の
還元手法による粒子径の増加を示すと共に，光還元を適用した後ではレーザー照射による
アブレーションに起因する粒子の微細化が起きていることを示している． 
 第５章では，KSrPO4:Eu 蛍光体の光還元について述べている．波長の異なるレーザーを用
いて光還元を適用し，得られた発光スペクトルより，光還元には光エネルギーの閾値が存
在することを示している．さらに，フルエンスを制御して光還元を適用し，得られた発光
スペクトルにより，光還元が二光子過程であることを示している．光エネルギーの閾値を
踏まえ，それぞれの光子は価電子帯から Eu イオンへの CT と電荷補償 Sr 欠陥から伝導帯
の励起に関与していると考察し，光還元機構をモデル化している． 
 第６章では，KSrPO4:Eu 蛍光体の光還元において，電荷補償 Sr 欠陥が重要であることを
述べている．KSrPO4:Eu 蛍光体に金属イオンを共添加することで電荷補償 Sr 欠陥の量を制
御し，その系に光還元を適用し，得られた発光スペクトルより，電荷補償 Sr 欠陥が光還元
において重要な役割を果たしている可能性を示している． 
 第７章では，これまでに得られた研究成果を纏め，本論文の総括をしている． 
よって，本論文は工学上及び工業上貢献するところが大きく，博士（工学）の学位論文
として十分な価値を有するものと認める． 
 
審査委員主査 加藤 有行 印 


レーザー誘起によるEu添加リン酸塩蛍光体の永続的還元の解明

LAOSUWAN, SONGTAM

1 
様式Form 
論 文 内 容 の 要 旨 
Abstract of Dissertation 
 
氏 名Name   
LAOSUWAN SONGTAM 
 
Composite materials with glass fiber reinforced polymer are widely used in the 
automotive industry, transportations and numerous other industries for their many 
advantages such as, lower weight density, higher stiffness, and economical ingredients. 
To improve the performance of the glass fiber based composite structure, highly stiff 
light-weighted geometrical formation is desired. Corrugated structure sheet or 
corrugated fiberboard (CFB), which is widely used for making container boxes, 
contains such geometrical structure consisted of three layers: the top (outside) liner, 
the corrugated medium and the back (inside) liner. The Glass Fiber fabrics based single 
face corrugated Structure Sheet (GFSS), composed of wave and liner layers which are 
periodically intersected with each other, is considered as one of appropriate choices for 
performing commercial purposes such as electromagnetic wave transparency, the 
easiness of cylindrical bending and curved wall structure. However, the mechanical 
properties of the GFSS were not well known in the past due to its complex structure 
and fragile nature. 
On the other hand, since the GFSS was fragile due to its glass fiber based material, 
appropriate mechanical fixture is necessary for reducing the stress concentration of 
contact on the fixing device.   The author et al. had designed and studied to estimate 
the tensile strength of the GFSS by developing a prototype fixture which consisted of 
parallel pins and thick rubber plate without any wax filling. The results suggested that 
the in-plane tensile strength of the GFSS seemed to be insufficient and largely varied 
due to the stress concentration and unstable fracture of glass fibers at the clamping 
zone. Therefore, in this study, to develop an advanced fixture for performing the 
ultimate strength, several plain fabrics sheets were initially investigated. Subsequently, 
a corrugated-shaped block was newly introduced, subjected to certain modifications in 
reducing the stress concentration on the gripping zone followed by a systematic 
2 
investigation, in order to explore the reproducibility of the ultimate tensile strength in 
the longitudinal in-plane direction. 
Although GFSS is used for producing some reinforced solid structure of composite 
materials, this applied performance was not touched in this work. This study aims to 
investigate the fundamental material properties from the aspects of supplier’s 
engineering knowledge. As some fundamental characteristics of GFSS, the in-plane 
tensile strength in MD (machine transporting direction, or machine producing 
direction) and the in-plane compressive (buckling) strength in CD (machine 
transporting cross direction) were mainly investigated. Subsequently, due to the fragile 
properties of glass fibers, methods of clamping the end part of the specimen of GFSS 
was empirically analyzed from the aspects of stress concentration and certain holding 
stability parameters.  
To develop an advanced fixture for performing the ultimate tensile strength which 
was previously estimated from the tensile testing of the plain textile sheet, a 
corrugated-shaped block was newly designed and some modifications for reducing the 
stress concentration on the gripping zone was experimentally discussed. Namely, a set 
of flexible parallel pins were inserted into the corrugated medium zone, a bit of instant 
adhesive was dipped to the pressure zone of the glass fibers, and rapid-acting 
shimming tapes were attached on the wave and liner layer to perform the 
reproducibility of the in-plane ultimate tensile strength in the longitudinal (MD).    
Second, to reveal the in-plane compressive strength of straight panel of GFSS in CD, a 
fixing device for compressive loading on a vertical (height wise) panel of GFSS was 
designed and developed. Using this holding device, a compressive test of a straight 
panel was carried out, when varying the groove profile of the fixture for supporting the 
upper/lower ends of GFSS panel. Furthermore, as the third step, two types of 
cylindrical-shaped panel of GFSS were analyzed in the in-plane compressive test. The 
outside and the inside of the panel were exchanged (upset) between the liner side and 
the wave side. Herein, some mechanical conditions such as the width of groove and the 
free height of the panel were varied to reveal the effects of these mechanical 
conditions on the strength of GFSS. 
 


DEVELOPMENT OF IN-PLAIN TENSILE AND COMPRESSIVE TESTING METHODS OF GLASS FIBER BASED STRUCTURAL SHEET AND ESTIMATION OF MECHANICAL CHARACTERISTICS OF THAT SHEET

早川, 佳孝

（様式４）  
別紙２  
 
論文審査の結果の要旨  
 
学位申請者 早川 佳孝  
 
本論文は、「Electrical and thermal characterization of vehicle-integrated photovoltaic 
module（車載太陽電池モジュールの発電特性および熱特性の把握）」と題し、以下の６章
で構成されている。  
第１章「緒言」では、本論文の背景として車載太陽電池モジュールの必要性および従来
の固定設置とは異なる使用環境から車載太陽電池モジュールに適した発電性能推定方法の
必要性を述べている。  
第２章「光学解析」では、光線追跡法を用いた光学解析により、自動車ルーフを模した
３次元曲面状の太陽電池モジュールの日射分布特性を把握した結果について説明している。
モデル解析により、曲率半径 1～3 m の曲面が受ける日射分布の入射角依存性を明らかに
している。  
第３章「電気的特性の評価」では、第２章で求めた日射分布を電気回路解析に入力する
ことにより曲面太陽電池モジュールの発電出力を推定した結果、ならびに実験による解析
の妥当性検証について説明している。試作した曲面モジュールによる屋外実験の結果、本
解析手法によって発電出力を高い精度で推定できることを確認している。また、本解析手
法を用いてバイパスダイオード（BPD）の最適配置を調べた結果、モジュールを構成する
半数の太陽電池セルに BPD を組み込んだ配置が年間発電量を最大化すること、直達日射
量の年間比率が高い地域において、BPD の効果がより高くなることを明らかにしている。 
第４章「対流熱伝達率の測定」では、走行中の車載太陽電池モジュールの熱流束と温度
の測定結果に基づく対流熱伝達率の推定式の導出について説明している。従来よりも高い
精度で走行中のモジュール温度を推定できる対流熱伝達率の推定式を提案している。  
第５章「温度特性の測定」では、走行中の車載太陽電池モジュールの熱流束と温度の測
定結果の分析に基づくモジュール温度変化に対する対流熱伝達率の影響度評価について説
明している。走行中の車速変化に応じて対流熱伝達率が変化することにより、車載太陽電
池モジュールの温度変化率は通常の太陽電池モジュールの温度サイクル試験で規定されて
いる温度変化率を上回ることなどを明らかにした。  
第６章「結言」では、本研究で得られた知見を総括している。本研究の成果により車載
太陽電池モジュールの発電出力および温度変化を従来よりも正確に推定することができる。 
よって、本論文は工学上及び工業上貢献するところが大きく、博士（工学）の学位論文
として十分な価値を有するものと認める。  
 
審査委員主査 山田 昇  印  
 


Electrical and thennal characterization of vehicle-integrated photovoltaic inodule

長尾, 和樹

Measurement and Dynamics Analysis of Electron Beam in Virtual Cathode Oscillator

池田, 匠児

1 
様式Form 
論 文 内 容 の 要 旨 
Abstract of Dissertation 
論文題目：  
Development of cascade utilization technology for spent mushroom substrate 
(きのこ廃菌床を対象としたカスケード利用技術の開発 )  
氏 名Name 池田  匠児  
 
現在，食用きのこは世界中で生産されており、その生産量は，1997年から現在までで約
30倍以上に増加し今後も増加することが予想されている．しかし，きのこ生産量の増加に
伴い，きのこ栽培後に発生する廃棄物であるきのこ廃菌床（Spent mushroom substrate：SMS）
が問題視されている．SMSはきのこ生産量1 kgに対して約5 kg発生し，大量に排出される
SMSは一部肥料等に利用されているが，そのほとんどは野積みにされている．野積みにさ
れ環境中に投棄されたSMSは，水源汚染や大気汚染などの環境問題を引き起こすことが懸
念されている．そのため，SMSの効果的かつ環境に配慮したリサイクル技術の開発が求め
られている．これまでのSMSの有効利用法は堆肥化がほとんどであり，その他の有効利用
法は確立されておらず，また堆肥化できないSMSは依然環境中へ投棄されている．そこで
本研究では，SMSの新たな有効利用法の確立を目的として，まず，SMSを嫌気性処理プロ
セスに適用する際に必要な前処理の検討を行い，各種前処理におけるSMSからのメタンガ
ス回収量を評価した．次に，SMSを嫌気性処理プロセスに適用した際に発生するSMS-嫌気
性消化残渣  (Anaerobic digestion residue：ADR)の有効利用法として，エノキタケ栽培の培
地基材として利用可能か検討した．本学位論文では，これらのSMSからのエネルギー回収
と食糧生産への適用といったカスケード利用に関する評価をまとめたものである．  
第1章では，本研究の背景としてSMSの新たな有効利用法を確立する意義を整理し，本論
文の目的についてまとめた．  
 第2章では，本学位論文の内容に関連する既往の知見を整理し，本論文の意義を明確にし
た．  
第3章では，SMSを対象としたメタンガスの高効率回収を目的とし，前処理について加熱
処理，H2SO4による酸処理，NaOHによるアルカリ処理の処理効果を比較した．その結果，
それぞれのメタンガス回収量は，未処理の系で119.1 mL/g-Dry Matter (D.M.)，加熱処理を
施した系で55.5 mL/g-D.M.，酸処理を施した系で22.5 mL/g-D.M.，アルカリ処理を施した系
で219.1 mL/g-D.M.であり，アルカリ処理施した系が最もメタンガス生成量が多かった．こ
れらの結果から，本研究での前処理条件下ではアルカリ処理が最も多くのメタンガスを生
成することが示された．  
この結果を受け，次に嫌気性処理後に発生する消化残渣を堆肥等に利用することおよび
加熱処理に関してのコストを考慮し , アルカリ処理の種類 (NaOH処理およびKOH処理 )、加
熱の有無の影響についても検討を行い評価した．その結果，それぞれのメタンガス生成量
は，未処理の系で157.7 mL/g-D.M.，NaOH処理を施し加熱を行った系で240.4 mL/g-D.M.，
加熱を行わなかった系で210.8 mL/g-D.M.，KOH処理を施し加熱を行った系で219.7 mL/g-
D.M.，加熱を行わなかった系で212.4 mL/g-D.M.であり，NaOH処理とKOH処理，また加熱
2 
ありと加熱なしを比較すると，大きな差は見られなかった．したがって，KOH処理はNaOH
処理と同様にきのこ廃菌床の前処理として有効であることが示唆された．また，加熱の有
無によるメタンガス生成量に対する影響はないことが示唆された．          
第4章では，SMSを嫌気性処理プロセスに適用した際に発生するSMS-ADRをエノキタケ
栽培の培地基材として使用し，きのこ栽培（食糧生産）可能か栽培試験を実施した．本研
究では，嫌気性消化プロセスに適用する際にSMSをKOHで前処理したKOH処理SMS-ADR
およびNaOHで前処理したNaOH処理SMS-ADRの2種類の準備し，それぞれの材料の成分特
性についても調査した．その結果，KOH処理SMS-ADRはKが1340.6 mg/100 g-D.M.，Naが
941.2 mg/100 g-D.M. であり，前処理に用いた薬品由来の無機成分が多く含まれていること
がわかった．収量は，KOH処理SMS-ADR75%試験区で244.1 ± 3.7 g-Fresh Matter (F.M.)/bottle 
(10.5 ± 0.2 g-F.M./10 g medium-D.M.)， NaOH処理 SMS-ADR50%試験区で 255.5 ± 4.3 g-
F.M./bottle (11.7 ± 0.5 g-F.M./10g medium-D.M.)で標準培地と同程度の収量が得られた．KOH
処理およびNaOH処理SMS-ADR培地では，培養29日目の菌糸の蔓延率は90%以上であり，
十分な菌糸の生育が確認された．子実体中の一般成分，無機成分および遊離アミノ酸の量
は，標準培地と同程度であった．これらのことから，SMS-ADRはエノキタケ栽培の培地基
材として十分利用可能であることが示唆された．  
第5章では，本論文で得られた各章の結果を総括した．  
以上のように本論文では，SMSからのエネルギー回収と食糧生産へ繋げることが可能で
あることを明らかにし , この新規カスケード利用技術の開発により，SMSの新たな有効利
用法の確立に貢献するものである．また，SMSのような食品廃棄物を活用したエネルギー
および食糧生産技術は，世界のエネルギー , 食糧問題の解決に繋がることが期待できる．  
 


Development of cascade utilization technology for spent mushroom substrate

斎藤, 啓太

1 
様式Form 
論 文 内 容 の 要 旨 
Abstract of Dissertation  
 
氏 名Name 斎藤 啓太  
 
 本研究はひも状ミセル水溶液におけるせん断誘起構造 (Shear Induced Structure : SIS)，シ
アバンド，粘度の回転方向依存性と呼ばれる特異現象の発生因子を実験的に明らかにする
ものである．それぞれの現象に対して流れ場の工夫，偏光イメージングとレオメトリーを
組み合わせることにより諸現象のメカニズム解明を試みた．本論文は全7章で構成されてお
り各章において得られた結果を以下にまとめる．  
 第1章ではひも状ミセルに発生するSIS，シアバンド，粘度の回転方向依存性について先
行研究で明らかになっている点をまとめ，本論文で議論すべき点を明確にし，本研究の目
的を述べた．  
 第2章では本論文の全ての章で用いる実験装置であるレオメータの粘度測定原理，第5章
で用いた非線形波形解析の原理，第6章で用いる偏光イメージングの原理について説明し，
それぞれが本研究においてどのように活用されるかを示した．  
 第3章および第4章ではSIS形成における支配的因子を明らかにすることを目的とした．第
3章では，SISに関する物質的側面から予想した発生要因について議論した．ミセルの空間
的移動を抑制することができればSISも抑制されるという仮説を立て，溶液内のミセル濃度
を増加させた．そして高濃度のミセル溶液においてSISの抑制が確認されたことから，ミセ
ルの空間的な余裕がSIS発生に影響を及ぼすパラメータであることを示した．  
 第4章ではSISに関する流動場の側面から予想した発生要因について議論した．SISの解消
に要する時間を実験的に求め，その時間が，SIS形成時の支配的因子であると予想した．こ
れを実証するためにSISの形成と解消のバランスによりせん断粘ちょう化現象と流動不安
定性が発生する加速せん断流動試験におけるせん断速度増加率とSIS解消時間の関係を検
討した．せん断速度増加率を一定とした実験により得られたせん断応力の極大値を求めゼロせん
断粘度で正規化した無次元極大粘度とせん断速度増加率にSIS解消時間の二乗をかけた無次元
せん断速度増加率により異なるモル濃度比を有する試料の結果を整理することができることを示し
た．  またSISとシアバンドが同時に形成されている応力振動現象発生時において，特性時
間を求め，2種類の緩和モードが存在していることを明らかにした．  
 第5章ではシアバンド構造に大きく関係すると予想される粘度の回転方向依存性現象に
ついて議論した．粘度の回転方向依存性とは，ひも状ミセル水溶液において予備せん断を
与えたあと，大振幅せん断振動 (Large Amplitude Oscillatory Shear : LAOS)に移行した場合に
粘度が回転方向によって異なる，という現象である．本章では予備せん断およびLAOSの
流動条件を様々に検討し，粘度の回転方向依存性現象の発生条件を「予備せん断で安定し
たシアバンドが形成」され，「LAOSでシアバンド構造を保持する」だと結論づけた．また
非線形波形解析により回転方向依存性が発生している状態の瞬間弾性率，瞬間粘性率を導
出した．その結果，予備せん断のシアバンド構造が1周期内の局所的な位置ではなく全体に
2 
影響を与え，LAOSによって発現する瞬間弾性率，瞬間粘性率の時間的な変化を定性的に
変化させることで回転方向依存性が発生しているということを示した．  
第 6 章では，第 4 章，第 5 章で議論した，応力振動現象，粘度の回転方向依存性現象につ
いて偏光イメージング法を用いて，流路内における複屈折分布を解析し，SIS およびシア
バンドの空間的・時間的変化を明らかにした．応力振動現象における SIS について，流路
内で複屈折分布が移動していくような挙動が確認でき，それらの挙動が流路隙間 h に依存
して変化していたことから，第 3 章で議論した SIS の支配的因子である，ミセルの空間的
な移動と大きく関係するものと予想された．また粘度の回転方向依存性について，正回転
側と負回転側の複屈折の値に大きな差は見られたが，特異構造が形成されている様子はな
かった．したがって粘度の回転方向依存性は予備せん断によってミセルの異方性が強めら
れることによって発生する現象であることが明らかになり非線形波形解析で得られた結論
を後押しする結果となった．  
第7章では本論文の各章で得られた知見をまとめた．  
 以上からひも状ミセル水溶液に発生するSIS，シアバンド，粘度の回転方向依存性につい
て議論をし，それぞれの現象の発生に対し，支配的因子を明らかにした．  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


ひも状ミセル水溶液の構造変化を伴う流動現象に関する研究

松田, 曜子

4158

マツダ, ヨウコ

4160

ボランティアの役割
「ボランティア」は現在，市民同士の助け合いの活動や組織を指す言葉として広範
に用いられているが，災害時，あるいは地域防災の取組みとしてその役割が認知さ
れているのは，一つは災害発生後に被災地で行われる「災害ボランティア」の活動
であり，もう一つは地域社会において災害時の被害を軽減するために行われる消防
団や自主防災組織の活動，防災の啓発活動を含む「防災ボランティア」の活動であ
る．もちろん両者の間に明確な境界はなく，特に一度被災を経験した地域では，被
災者の支援活動から生まれた組織が，次の災害に備えるという目的から，防災の啓
発活動に活動の基軸を転換するような事例も多くみられる．後者の「防災ボラン
ティア」は，地区防災計画の実践者としても期待が高まるところである．また，
2021 年 6 月現在 21 万 2000 人が認証されている防災士の活躍も，各地で始まってい
る．
●災害ボランティア 災害時に市民の間で相互扶助が自然発生的に生まれること
は，学問的にも議論が確立されており（ソルニット，2010），日本では関東大震災時
に住民組織が果たした役割についても，多くの記録が残されている（例えば佐藤健
二，2009）．したがって，広義の「災害ボランティア」の歴史は決して新しいもので
はない．しかしながら，その相互扶助が地域を越えて全国規模で展開され，様々な
市民団体が生まれ，さらに「ボランティア」という語が社会的に認知されるように
なったという意味で，1995 年の阪神・淡路大震災が災害ボランティアの転換点と
なったことは確かである．
その後「ボランティア」は，1995 年の災害対策基本法の改正で初めて法的に位置
づけられ，東日本大震災後の 2013 年改正の同法では，さらに国および地方公共団体
とボランティアの連携が明記された．このように防災行政上もボランティアの重要
性は高まっているが，同法において言及されるボランティアが何を指すのかについ
て，実質的な議論が十分に深められているとはいえない．
こうした災害ボランティアの内容について，桜井（2018）は訓練された人々とさ
れていない人々，およびコミュニティの内と外という 2 軸で四つに類型化してい
る．訓練された人々が行う活動の内容としては，医療や福祉の専門性を伴う活動，
住宅建築の専門技術を伴う活動，法律家や士業団体が関わる活動などがあり，訓練
されていない人々は，その周辺で被災者の生活再建にかかる多種多様な活動に加わ
ることになる．前者の活動については，特に東日本大震災以降，様々な特色を持つ
災害支援者の組織化が進む形で発展をみせている．2016 年には，認定 NPO 法人全
国災害ボランティア支援団体ネットワーク（JVOAD）が設立され，こうした災害支

1-16
32 ぼらんてぃあのやくわり １章 防災の哲学
援組織が持つ避難所支援や住宅復旧などに関する専門技術の向上や，アドボカシー
団体としての役割も担うようになった．なお，諸外国では，宗教組織や赤十字など
大規模な NGO がこうした組織化されたボランティア活動を担い，イタリアなど政
府から安定的な補助を受けているケースも見られる（笠岡，2020）．また，企業がこ
うした組織を財政的に支える体制も整えられており，日本の災害支援組織は，官民
連携，企業連携という側面では，ほかの先進諸国に比べると脆弱である．
一方，後者の一般の人々が参加する活動については，日本では主に被災地の社会
福祉協議会（社協）が中心となり運営する「災害ボランティアセンター」が支えて
きた．災害ボランティアセンターは通常，発生した災害の規模や状況に合わせて，
ボランティア募集の範囲や活動内容を調整し，活動に必要な道具の調達や安全確
保，情報発信など多彩な役割を担う．しかしながら，特に地方の小さな自治体では，
社協がこうした役割を担うことが過剰な負担となるばかりでなく，センター運営に
人手を割かれることで，本来彼らが得意とする地域福祉の側面から個別の被災者を
支えられなくなるという矛盾が生じる．2005 年に発足した災害ボランティアセン
ター支援プロジェクト会議（支援 P）では，こうした事態を解消するため，災害ボラ
ンティアセンターの運営を担う専門人材の育成や災害時の派遣事業などを展開して
いる．近年では，ウェブや SNS による情報発信の重要性が増しており，こうした情
報技術の向上にも力を入れている．
●ボランティアはどうあるべきか 昨今の自然災害の頻発や巨大化を受け，災害ボ
ランティアの現場でこのような変化がある一方，災害ボランティアのあり方そのも
のに関する議論も投げかけられている．渥美（2019）は，災害ボランティアについ
て，組織化を推進する「秩序化のドライブ」と臨機応変な対応を推進する「遊動化
のドライブ」という概念を提示し，災害ボランティアの活動が制度だけに依拠せず，
不特定の人々が生成するネットワークを展開することで遊動化が起こり，秩序化の
ドライブとのバランスが図られるという展望を述べている．こうした災害ボラン
ティアのあり方に関する本質的な議論も，まだ途上にあるといえる．
2020 年の新型コロナウィルス感染拡大は，思わぬ形でこうした議論に現実的な課
題を投げかけた．象徴的なできごとの一つは，熊本県球磨川豪雨の被災地でみられ
たように，ウィルスの性質から，募集する災害ボランティアをある程度局所的な範
囲に限定せざるを得ず，地域を超えて活動する支援組織は被災地への直接的な介入
が難しくなり，結果的に支援活動に遅れが出てしまったというものである．もう一
つは，中国や欧州でみられたように，SNS を利用して高齢者への買い物代行を行う
など，近隣の個人間で，組織を経由しない小さな助け合いが多数生まれたというも
のである．こうした事象は，図らずも大きな災害ボランティア活動の限界を示すと
ともに，急速に普及する情報技術によってその限界が乗り越えられる可能性を示唆
している．災害ボランティア活動は，今後も本質的な議論とともに，このような実
践的な技術の革新によって，発展していくことが望ましい． [松田曜子]

1-16
１章 防災の哲学 ぼらんてぃあのやくわり 33


ボランティアの役割

杉山, 大晴

（様式４）  
別紙２  
 
論文審査の結果の要旨  
 
学位申請者 杉山 大晴  
 
本論文は、Design of Material for Pyroelectric Power Generation from Low-Grade Waste 
Heat Sources（低品位排熱源からの焦電発電に資する材料の開発）と題し、8 章より構成され
ている。  
学位論文第 1 章では、様々な産業の排熱源に関して 200℃以下に多くの熱源が分布しており、
これらの未利用エネルギーを有効活用することが重要であると述べられている。また、焦電体
を用いたエナジーハーベスティングにより IoT（Internet of Things）のワイヤレスセンサーノ
ードへの活用例等が説明されている。そのため、様々な産業に広く分布している 200℃未満の
変動する排熱源から電力を生成できる焦電材料を設計することを目的としている。  
第 2 章では、焦電発電において材料・電気的・熱的要素に分類され各要素について説明され
ている。  
第 3 章では、第 1 章と第 2 章に基づいて低品位の排熱環境下で高出力を生成できる材料の選
定に関して述べられている。本論文では低品位排熱源に適した材料として (Pb, La)(Zr, Sn, 
Ti)O3 (PLZST)材料が選定されている。  
第 4 章では、PLZST 材料の作製方法及び発電量推定のための電気特性、DSW サイクルによ
る発電量の測定法に関して述べられている。  
第 5 章では、PLZST 材の測定温度における相状態が発電量に及ぼす影響について調査され
ている。結果として DSW サイクルによる電力回収において、測定環境の低温側または高温側
が反強誘電相である場合に電力密度が減少または負になることが明らかにされている。  
第 6 章では、PLZST 材の Zr：Sn 組成比をパラメータとして、200℃以下における広範囲の
温度での発電量が調査されている。結果として、150℃から 180℃の間で 10 mW/cm3 以上、
140℃から 200℃の間で 8 mW/cm3 以上の電力密度が得られることが明らかになっている。  
第 7 章では、測定環境の周波数と温度差をパラメータとして電力密度を評価し、D-E ループ
から計算された理想的な電力密度と比較することで、開発した材料の発電ポテンシャルを検討
している。温度差と電力密度に関しては、温度差によって最大電力密度が得られる温度帯が異
なることが明らかになっている。  
最後に第 8 章では、全体的な結論が記載されている。本論文の最終的な目的である低品位排
熱源からの焦電発電に資する有望な材料開発が確立されている。  
よって、本論文は工学上及び工業上貢献するところが大きく、博士（工学）の学位論文とし
て十分な価値を有するものと認める。  
 
審査委員主査 中山 忠親  印  
 


Design of Material for Pyroelectric Power Generation from Low-Grade Waste Heat Sources

MYAGMARDULAM, BILGUUNMAA

1
様式Form
論 文 内 容 の 要 旨
Abstract of Dissertation
氏 名Name Myagmardulam Bilguunmaa
It is well known in communication engineering that the radio wave intensity is greatly
affected by the propagation environment. Recently Long-range (LoRa) wireless
communication technology has been widely used in many Internet-of-Things (IoT)
applications in different industries and academia. By contrast, to ensure reliability of
wireless communication network there is a growing need for investigate the radio wave
propagation characteristics in various environment and accurate path loss prediction
model. Radio wave propagation characteristics in forested areas are important to ensure
communication quality in forest IoT applications. In this study, 920 MHz band
propagation characteristics in forested areas and tree canopy openness and heights were
investigated for the Takakuma experimental forest in Kagoshima, Japan.
The dissertation first chapter discuss about the background study of radio wave
propagation through forest.
Chapter two presents a review of relevant existing research works. This was made
to include existing empirical model. Here research gap was identified, and our research
objective was stated.
In chapter three, evaluated with the distance characteristic and sky view factor were
calculated from 360 panoramic image data captured from the beginning of the
experiment until the end of the experiment, to better understand the environment and
the effect of canopy-openness on radio wave propagation. We compared the
experimental value with the theoretical value with the distance to evaluate the
performance of the LoRa 920MHz communication system. Furthermore, we discussed
the radio wave propagation environmental condition and obstacle height.
In chapter four, to develop a simple and accurate model based on the combination of
an empirical path loss model and a free-space path loss (FSPL) model to improve the
overall prediction accuracy in a forested environment. We proposed a model in which
the total signal path loss between the transmitter and receiver is divided into two parts:
free space loss and forested space loss. In addition, the proposed model was evaluated
using field experiment data.
Finally, chapter five focuses on the overall conclusion and discussion of results.
Based on the results authors have been suggested the possible improvement for future
works.


Not a member yet