2009 Fiscal Year Annual Research Report
環境に優しい導電性高分子・ナノ粒子ハイブリッド熱電変換材料の創製
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21310077
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| Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
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Principal Investigator |
戸嶋 直樹 Tokyo University of Science, Yamaguchi, 工学部, 教授 (50011010)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北條 信 山口東京理科大学, 工学部, 教授 (50229150)
阿武 宏明 山口東京理科大学, 工学部, 准教授 (60279106)
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| Keywords | 熱電変換 / ハイブリッド / ナノ粒子 / 導電性高分子 / ポリアニリン / ポリアセン / 三テルル化ビスマス / 熱伝導度 |
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| Research Abstract |
本研究は、低品位排熱や自然熱を利用した熱電発電を実現するために、ナノ粒子化した半導体材料と導電性高分子とのハイブリッド化により、熱電変換性能の向上を図り、環境に優しい熱電変換材料を創製することを目的としている。このため、1)無機半導体ナノ粒子の合成、2)導電性高分子の合成、3)両者のハイブリッド化、4)その熱電特性の評価を順次研究する。本年度は、半導体としてBi_2Te_3ナノ粒子を化学的方法と物理的方法で合成した。前者の方法では、BiCl_3とTeCl_4を原料としてPVPの存在下テトラエチレングリコール中で加熱して、ナノ粒子を合成したが、その中で粒子径が10～200nmの比較的大きな粒子を分離し、XRD等でBi_2Te_3の構造を確認できた。後者の方法では、p型およびn型のBi_2Te_3バルク多結晶体を手粉砕した粉末を出発原料とし、遊星ボールミルを用いて、脱水エタノール中で600rpmで粉砕し、XRD、TEM等で評価したところ、数10nmの粒子を含むものを得ることができた。導電性高分子では、低温化学重合で得たポリアニリンのカンファースルホン酸ドープで166S cm^<-1>、フェノール樹脂を850℃で焼成して得たポリアセンで16S cm^<-1>のものができ、いずれもフィルムでXeフラッシュアナライザーを用いて熱伝導率も低いことを確認できた。これでハイブリッド化の基礎が確認できたと考える。今後、n型の導電性高分子の合成およびナノ粒子とのハイブリッド化で新しい材料を創製する。
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