2017 Fiscal Year Annual Research Report
Hybrid Thermoelectric Materials Consisting of One Dimensional Nanomaterials and Macromolecular Complexes
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15K04613
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| Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
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Principal Investigator |
白石 幸英 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (60289303)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅野 比 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 講師 (60389153)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / ヒドラジン / 高分子 / ハイブリッド / 熱電変換材料 / ハイブリッド熱電変換材料 / ゼーベック係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱電変換デバイスは、ｐ型とｎ型の半導体の両方の利用が好ましいとされている。しかし、キャリアが電子であるｎ型の有機半導体は、一般に空気中で酸化されやすく、報告が少ない。そのため、n型で空気や熱に安定な実用的有機熱電変換材料が求められている。我々は、CNT/ヒドラジン誘導体/高分子複合膜を調製し、空気下で安定なn型の薄膜材料の開発を検討した。
CNT とヒドラジン誘導体を、N-methylpyrrolidone 溶媒中で混合し、石英基板にキャストをして薄膜化した。熱電材料の出力因子であるPFは、ゼーベック係数S、導電率σから求められる。ドーピングをしていないCNT膜は、ゼーベック係数が50.9 μV/Kと正の値でp型を示す。これに対して、hydrazine hydrate (HH)を添加するとn型となった。しかし、このCNT/HH複合膜は空気中で不安定で、3日後にn型からp型に変化した。ヒドラジンの効果を持続させるため、各種汎用性高分子とのハイブリッドを行った。その結果、CNT/HH/poly(vinyl chloride) (PVC)は、空気下でゼーベック係数の負の値を16日間維持することが可能となった。これは、PVC の酸素透過率が低いため、HH の脱離を抑制しているものと思われる。さらに、ヒドラジン誘導体を種々変化させて熱電特性の変化を評価した。CNT/1,2-diphenylhydrazine/PVC複合膜は、80℃空気下でも比較的安定的で、ゼーベック係数は一か月間空気下で放置後も、負の値を示した。これは、1,2-diphenylhydrazineの芳香環がπ―π相互作用によりCNTに強く物理吸着しているためと思われる。
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Research Products
(20 results)
