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Innovative thermoelectric conversion system based on the controlled redox entropy of multi-nuclear heterometal complexes

Research Project

Project/Area Number 20K21202
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

Nihei Masayuki  筑波大学, 数理物質系, 教授 (00359572)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsヘテロメタル多核錯体 / 電子移動 / 分子集積 / 水素結合 / 金属多核錯体 / 熱電変換 / レドックスエントロピー
Outline of Research at the Start

異なる金属イオンからなる金属多核錯体に着目し、酸化還元に伴うエントロピー変化(レドックスエントロピー)の制御に基づく革新的熱電変換システムを構築することを目指す。具体的には、1) 熱誘起分子内電子移動に基づく双方向電流熱電特性の発現、2) レドックス誘起分子内電子再配列および水素結合会合体形成を利用した巨大ゼーベック係数の達成、を行う。

Outline of Final Research Achievements

This work aimed at the development of a multi-component system exhibiting electronic state-controlled assembly in solution, which is expected to be a candidate for highly efficient thermoelectric conversion system. We focus heterometallic multi-nuclear complexes exhibiting entropy-driven intramolecular electron transfer. By combining the complex with bridging hydrogen bonding donors, the system exhibiting a reversible assembly triggered by intramolecular electron transfer in solution has been successfully developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、多核錯体分子のわずかな電子状態変化と会合挙動を溶液中で連動させることが可能なことを示したものである。さらに、構成要素を容易に変えることが可能であることから、会合挙動を精密に設計・制御することが可能である。このような物質系は、極めて大きな酸化還元(レドックス)エントロピー変化を示す物質系の開発に極めて有効であることから、革新的な熱電変換システムの高率に大きく寄与する成果である。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Syntheses, structures, and magnetic properties of a series of Mn-M-Mn trinuclear complexes with different spin configurations2022

    • Author(s)
      Shiga Takuya、Ito Honami、Mihara Nozomi、Nihei Masayuki
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 51 Issue: 2 Pages: 562-569

    • DOI

      10.1039/d1dt03030b

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cyanide-bridged assemblies with tricyanometalates2022

    • Author(s)
      Shiga Takuya、Mihara Nozomi、Nihei Masayuki
    • Journal Title

      Coordination Chemistry Reviews

      Volume: 472 Pages: 214763-214763

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2022.214763

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A ring of grids: a giant spin-crossover cluster2021

    • Author(s)
      Shiga Takuya、Tachibana Minami、Sagayama Hajime、Kumai Reiji、Newton Graham N.、Oshio Hiroki、Nihei Masayuki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 57 Issue: 79 Pages: 10162-10165

    • DOI

      10.1039/d1cc04346c

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis of a Ru(II) Complex with a Naphthoquinone-Annelated Imidazole Ligand Exhibiting Proton-Responsive Redox and Luminescent Behavior2021

    • Author(s)
      Shiga Takuya、Tachibana Minami、Oshio Hiroki、Nihei Masayuki
    • Journal Title

      Inorganics

      Volume: 9 Issue: 4 Pages: 24-24

    • DOI

      10.3390/inorganics9040024

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Molecular Prussian Blue Analogues: From Bulk to Molecules and Low-dimensional Aggregates2020

    • Author(s)
      Nihei Masayuki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 49 Issue: 10 Pages: 1206-1215

    • DOI

      10.1246/cl.200428

    • NAID

      130007923164

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    • Author(s)
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    • Author(s)
      Masayuki Nihei
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      8th Asian Conference on Coordination Chemistry
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  • [Presentation] Multi-nuclear cluster as a functional unit of bulk materials2022

    • Author(s)
      Masayuki Nihei
    • Organizer
      The 4th International Symposium of Ionic Coordination Compounds
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    • Author(s)
      Nozomi Mihara, Ayaka Machida, Takuya Shiga, Ayumi Ishii, Masayuki Nihei
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      伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之
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      錯体化学会第72回討論会
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      鈴木大成・志賀拓也・三原のぞみ・二瓶雅之
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      錯体化学会第72回討論会
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  • [Presentation] 3段階の結晶溶媒脱離によるFe(II)スピンクロスオーバー挙動の多重変換2022

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      鈴木 大成、志賀 拓也、三原 のぞみ、二瓶 雅之
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      日本化学会第102春季年会(2022)
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  • [Presentation] 六配位サイトを有する新規四面体有機ケージ分子の合成と錯形成挙動2022

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      伊藤 大輝、三原 のぞみ、志賀 拓也、二瓶 雅之
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      日本化学会第102春季年会(2022)
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  • [Presentation] Gdイオンを含む3d-4f金属多核錯体の合成と磁気エントロピーに関する研究2022

    • Author(s)
      伊藤 帆奈美、志賀 拓也、三原 のぞみ、二瓶 雅之
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      日本化学会第102春季年会(2022)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 鉄-コバルト環状4核錯体における化学的・機械的刺激によるスピン転移挙動2022

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      飯塚 そよか、三原 のぞみ、志賀 拓也、二瓶 雅之
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      日本化学会第102春季年会(2022)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アルキル基をもつ鉄(II)錯体のスピンクロスオーバー挙動における圧力効果2021

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      土岐 恵莉佳、志賀 拓也、三原 のぞみ、二瓶 雅之
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  • [Presentation] 有機ナノケージ分子に包接された超微小酸化亜鉛粒子の合成2021

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      相良 圭吾、荒木 聡輔、三原 のぞみ、志賀 拓也、二瓶 雅之
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      錯体化学会第71回討論会
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      伊藤 大輝、三原 のぞみ、志賀 拓也、二瓶 雅之
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      錯体化学会第71回討論会
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  • [Presentation] Mn(II)-M-Mn(II) (M = Mn, Y, Gd) 直線型三核錯体の合成と磁気熱量効果2021

    • Author(s)
      伊藤 帆奈美、志賀 拓也、三原 のぞみ、二瓶 雅之
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
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  • [Presentation] 有機ケージ分子を用いた金属ナノ粒子のサイズ制御合成2021

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      町田 彩香、三原 のぞみ、志賀 拓也、二瓶 雅之
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      錯体化学会第71回討論会
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  • [Presentation] 鉄-コバルト環状四核錯体の溶液中における集積構造制御2021

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      島村 知成、高山 怜、三原 のぞみ、志賀 拓也、二瓶 雅之
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      錯体化学会第71回討論会
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      Takuya Shiga, Haruka Miyamoto, Hiroki Oshio, Masayuki Nihei
    • Organizer
      錯体化学討論会第70回討論会
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      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2024-01-30  

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