| Project/Area Number |
20J21687
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 29010:Applied physical properties-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
岩泉 滉樹 筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 三次電池 / 酸化還元電位の温度係数 / 導電性高分子 / 電気化学特性 / 活性な原子 / エナジーハーベスティング / 低分子 / エナジーハーベスト / 共役高分子 / 量子科学計算 |
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| Outline of Research at the Start |
「三次電池」は、酸化還元電位の温度係数αを用いて、微小な温度変化で発電するエナジーハーベスト技術である。「三次電池」の熱効率は、両極のαの差に支配されている。そのため、社会実装にはαの絶対値の大きな材料(巨大|α|材料)の創出が不可欠である。
本研究では、広い物質系をもつ高分子に着目し、量子化学計算によるスクリーニングを用いて候補高分子を絞り込み、αを実測することで、巨大|α|高分子の創出を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 単純な主査骨格を持つ4種類の高分子{ポリ[ビス(4-フェニル)(2,4,6-トリメチルフェニル)アミン](PTAA)、ポリ(3-ヘキシルチオフェン-2,5-ジイル)(P3HT)、ポリ(2,5-
ジオクチル-1,4-フェニレン)(PPP)、ポリ[2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン](MEH-PPV)}における酸化還元電位の温度係数αを決定した。αの値は、PTAAで0.02mV/Kと小さく、P3HTでは1.08mV/Kと大きな値をとることが分かった。そのため、高分子のαは顕著な主査骨格依存性を持つことが確認された。
2. モノマーに単純化して量子化学計算を行い、得られた物理量と高分子のαの相関を調べた。先ず、初年度の研究計画時にαの支配要因の候補としていた振動エントロピー差では、αの大小関係を説明できないことが分かった。他方、各原子のMulliken電荷の変化量の大きさから評価した゛活性な原子゛の数とαの間に強い相関を確認した。この相関は゛活性な原子゛と極性を持った溶媒との相互作用によって溶媒系のエントロピーが変化するためと解釈した。
3. 低分子を酸化還元対として含む溶液中で電気化学測定及び酸化還元電位の温度係数αを決定した。テトラシアノキノジメタン(TCNQ)とテトラチアフルバレン(TTF)をアセトンに溶解させた溶質・溶媒系でのαとしてそれぞれ0.50 mV/Kと0.89 mV/Kが得られた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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