光マイクロリアクターによる有機薄膜太陽電池用半導体材料の高選択的合成法の開発
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21K14668
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
隅野 修平 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (60783272)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | フラーレン / 光フロー合成 / PCBＭ / フローリアクター / 光反応 / 有機半導体材料 |
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| Outline of Research at the Start |
フラーレンおよびその誘導体は有機薄膜太陽電池への利用が期待されており、効率的なフラーレン誘導体合成法の開発が望まれる。しかしながら、フラーレンC60が持つ30個もの多重結合への逐次反応の制御が困難であるため、所望のフラーレン誘導体を高収率かつ高選択的に得ることは難しい。本研究では、活性種の発生、およびその反応制御において、温度制御や光照射を効率的に実施することが可能な光フローマイクロリアクターを用いることで、高選択的に目的のフラーレン誘導体を合成する手法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者がこれまでに見出した、フラーレンの新規官能基化法において、フロー合成へと展開し、更なる高収率、高選択性を目指し検討を行っている。メタノフラーレン誘導体としてPCBMをモデル基質として、最適条件の検討を行った。なお、フロー合成の装置構成としては、シリンジポンプを用いた２液混合システムを採用している。シリンジAにはフラーレンと付加原料を、シリンジBにはトリエチルアミンとDMSOを、それぞれ混合後に必要な濃度となるようにしたオルトジクロロベンゼン溶液をチャージしている。シリンジA、Bをシリンジポンプで送液し、T字ミキサーにて混合後、続く光照射ユニットにはPFAチューブを用い、恒温装置を用いて温度制御を行い、光源として、白色LEDとする構成とした。しかしながら、これまで用いていた恒温装置では、特に高温での温度のブレが大きく、再現性が取りづらいことが判明したため、室温以上の検討の際には、恒温槽を変更し、メタノールバスから水槽へと変更したのち、再度温度の検討を行った。再度、温度の検討を行い、各温度帯における滞留時間とPCBM収率の変化を確認した。この結果から、単純な化学収率だけに注目すると、50℃の際に極大収率を持つこととなるが、生産性を考えた際には、70℃で滞留時間を短くする運用がよいと考えた。その後、装置を改良し、PCBMが1時間当たり200mg以上得られる条件を見出すことに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
初年度において研究が遅延したことが、本年度にも影響している。本年度においては、実験の再現性が確認できない要因の検討と、大きなスケールで実験を行うための装置改良、それぞれに想定以上の時間を要してしまったことで、大きなスケールでの連続生産性の確認を行うことができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度として、大きなスケールでの連続生産性の確認を行い、それらの結果をもって論文投稿を行う予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
