増幅器モジュールを加熱源とする高効率な産業用マイクロ波加熱装置を共同開発しました。今後は、化学産業分野の省エネルギー化に貢献すべく、実用化に向けた取り組みを進めていきます。本プロジェクトの成果を活用し、マイクロ波加熱装置の大型化に向けた開発を行い、化学プラントへの適用を目指します。開発の背景GaN増幅器モジュールは、Si(シリコン)やGaAs(ガリウムひ素)を使用した増幅器モジュールに比べて高出力が得られるとともに装置の小型化に貢献します。マイクロ波化学株式会社の4者は、国内製造業のエネルギー消費の3分の1(経済産業省調べ)を占める化学産業分野の省エネルギー化に着目し、産業用加熱装置の加熱源を現在主流の化石燃料からGaN増幅器モジュールに置き換え可能なマイクロ波加熱装置を新たに開発しました。これにより、化学産業分野の省エネルギー化に貢献します。現在主流である化石燃料を加熱源とする外部加熱方式は、試料を加熱する前に装置自体を加熱する必要があり、その分のエネルギーが無駄に消費されています。そこで、GaNデバイスを用いた出力電力500WのGaN増幅器モジュールを開発し、電子レンジと同じ原理で試料を局所的に加熱するマイクロ波内部加熱方式の採用を可能にしました。これにより、エネルギー消費の低減を実現します。低いために大電力化が難しく、従って、燃料油や石炭などの試料を分散的に加熱するしかなく、加熱装置内部で生成される化学物質の大量生産が困難でした。GaN増幅器モジュールが出力するマイクロ波は位相コヒーレンスが高いため、加熱源にGaN増幅器モジュールを採用することで大電力化が可能となります。位相を制御することにより温度分布を自在に制御し、局所的に内部加熱することで、化粧品やインク塗料などの化学物質生成時の生産効率性を向上します。今後の展開の詳細<三菱電機株式会社>マイクロ波加熱装置に適用するGaN増幅器モジュールを2016年度以降実用化する予定です。GaNデバイス・GaN増幅器モジュールは気象レーダーなどのレーダー事業や無線通信基地局などの通信事業に幅広く展開していきます。東京工業大学>マイクロ波加熱により化学反応が大幅に向上するメカニズムを解明し、化学物質生成のさらなる生産性向上方法を検討します。<龍谷大学>マイクロ波GaN増幅器の効率向上のための新規回路を検討します。半導体増幅器の特長を活かした新しいマイクロ波加熱装置の基礎検討を続けます。<マイクロ波化学株式会社>マイクロ波GaN増幅器などの半導体増幅器を用いた工業用加熱炉のスケールアップによる化学プラントへの適用を検討します。