2022 Fiscal Year Annual Research Report
Thermo-responsive molecular electrochemistry
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20H02714
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山田 鉄兵 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10404071)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
周 泓遥 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (20902092)
金井塚 勝彦 山形大学, 理学部, 教授 (50457438)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 熱化学電池 / 電気化学ペルチェ素子 / LCST |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は第一に、これまでに引き続き、熱化学電池に向けたレドックス材料の開拓を行った。溶媒和を利用した熱化学電池では、新たに計算化学の共同研究を開始し、アルコール分子の溶媒和がクロラニル分子の電子状態に影響を及ぼすことを証明することに成功した。さらに中鎖のアルコールを用いると、アセトニトリルとの相分離が生じ、このアセトニトリルとの混和性の温度依存性を利用する事で大きなアルコール濃度の変化を発生させ、それに伴ってクロラニルへの溶媒和の数や起電力の大きな温度応答性を実現することができた。
また新たに高分子のミセル化を利用した熱化学電池を展開した。有機レドックス分子に側鎖を導入することで、ミセル化させ、さらにそのミセル化の温度応答性を利用する事で、有機分子の酸化還元活性を温度に応じて可逆的に変化させることに成功した。
さらに熱応答性高分子のコイル-グロビュール相転移が、高分子鎖周辺の水分子の構造再編成に伴って大きなエントロピー変化をもたらすことに着目し、我々は、熱応答性セグメントと酸化還元活性セグメント（すなわちビオロゲン基）の両方を含むマルチスチーム応答性ポリマー、ポリ（N-イソプロピルアクリルアミド-co-N-（2-アクリルアミドエチル）-N'-n-プロピルビオロゲン）、PNVを合成した。Seの増加から推定されるエントロピー変化は、DSC分析で評価したものと一致し、相転移潜熱が熱化学電池のゼーベック係数向上に利用できることを明らかにした。
第3に、電気化学ペルチェ効果について基礎測定を行い、これを用いた素子の実現を試みた。
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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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