2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Energy Conversion Materials Based on Efficient Synthesis of Multimetallic Metal-Bis(dithiolene) Complexes
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16K13626
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
村田 理尚 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (30447932)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 配位高分子 / 有機熱電変換材料 / 導電性高分子 / エナジーハーベスト / 環境発電 / 微粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機熱電変換デバイスには，優れたp型およびn型材料の開発が必要となる。p型材料としてはPEDOT:PSSやカーボンナノチューブなどの優れた材料が知られているのに対して，n型材料の例は未だに限られている。エテンテトラチオール誘導体から合成されるニッケル配位高分子は，例の少ない高性能なn型材料として知られているが，各種溶媒に不溶であり，主鎖のπ共役構造と熱電特性との相関などに関する基礎研究は十分になされてこなかった。平成29年度の研究においては，主鎖にベンゼン環を含むニッケル配位高分子のペレットが熱電変換特性を示すことを明らかにした。平成30年度の研究においては，溶液プロセスによる塗布法として，Yeeらが報告したPVDFを添加剤に用いて機械的に粉砕する手法に基づき，ニッケル配位高分子の塗布膜としての熱電性能を評価した。その結果，主鎖にベンゼン環を含む配位高分子はp型特性を示したのに対して，主鎖にチオフェン骨格を含む配位高分子は負に大きなゼーベック係数を示し，主鎖のπ共役構造が熱電性能に大きく影響することがわかった。
さらに，不溶性のニッケル配位高分子の新たな塗布法として，機械的粉砕に頼らない配位高分子の化学的高分散化法についても検討した。ニッケル配位高分子を含む球状微粒子を用いる手法に基づいて，添加剤についても検討した結果，溶液プロセスにより導電性の黒色フィルムを得ることができた。この熱電膜は，従来の機械的粉砕を用いる手法で得られる膜と比較して，同等かそれ以上の熱電変換性能を示すことがわかった。これは不溶性の導電性材料の一般的な塗布法となることが期待できる結果である。
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