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導電性高分子発泡体を用いた熱電変換デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K13814
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 デバイス関連化学
研究機関東京農工大学

研究代表者

下村 武史  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40292768)

研究分担者 荻野 賢司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10251589)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード導電性高分子 / 発泡体 / 熱電変換
研究成果の概要

導電性高分子の発泡体を作製し、その導電率、ゼーベック係数、熱伝導率を測定し、空孔率と熱電変換効率の関係を明らかにし、発泡という方法論の有効性を示すことを目指した。発泡の方法として、発泡剤の添加、凍結乾燥、超臨界二酸化炭素の含浸によるものを実施した。特に、凍結乾燥を行ったものが、より低密度で、空孔導入率が高かったことから、その熱電変換性能を調査した。
その結果、発泡をさせないものと同程度のゼーベック係数を得ることができ、熱電変換性能を示すことが明らかとなった。また、熱伝導率は極めて小さく、空気と同程度であった。一方で、導電率は極めて小さく、今後、密度の最適化が必要である。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Crystallization of Poly(3-hexylthiophene) Nanofiber in a Narrow Groove2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kushi, R. Tsukada, K. Noguchi, T. Shimomura
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 8 号: 6 ページ: 231-231

    • DOI

      10.3390/polym8060231

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation Study of the Effect of the Side Chain Structure on the Initial Nucleation Process of Polythiophene Derivertices2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, T. Shimomura, T. Miura
    • 雑誌名

      J. Phys Chem. B

      巻: 121 号: 5 ページ: 1108-1117

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b10848

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semiconducting properties of p- and n-type organic nanofiber/poly(methyl methacrylate) composite films for film rectifier2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yagi, N. Ito, M. Kawasaki, T. Shimomura
    • 雑誌名

      Synth. Met.

      巻: 213 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.synthmet.2015.12.019

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and characterization of poly(3-hexylthiophene)-blockpoly( dimethylsiloxane) for photovoltaic application2016

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Tsuchiya, Kenji Ando, Takeshi Shimomura, Kenji Ogino
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 92 ページ: 125-132

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2016.03.092

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation on the Nanofiber Formation of Conducting Polymers in Solutions2016

    • 著者名/発表者名
      T. Miura, T. Ito, T. Shimomura
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 導電性ナノファイバー2015

    • 著者名/発表者名
      下村武史
    • 雑誌名

      工業材料

      巻: 63

    • NAID

      10020524255

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱を電気に変換する嵩高い導電性高分子の構造体2016

    • 著者名/発表者名
      下村武史
    • 学会等名
      高分子同友会勉強会
    • 発表場所
      高分子学会会議室
    • 年月日
      2016-12-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリチオフェン誘導体のナノファイバー形成メカニズムのシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤大樹、三浦俊明、下村武史
    • 学会等名
      高分子計算機科学研究会・高分子基礎物性研究会・高分子ナノテクノロジー研究会合同討論会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ポリチオフェン誘導体のナノファイバー形成メカニズ ムのシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤大樹、三浦俊明、下村武史
    • 学会等名
      第65回高分子学会討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの配向制御と熱電変換特性2016

    • 著者名/発表者名
      成田光、兼橋真二、下村武史
    • 学会等名
      第65回高分子学会討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 有機ナノファイバーコンポジットフィルムの半導体特性2016

    • 著者名/発表者名
      八木杜仁、兼橋真二、下村武史
    • 学会等名
      第65回高分子学会討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子ナノファイバー1本のキャリア輸送特性2016

    • 著者名/発表者名
      下村武史
    • 学会等名
      高分子基礎物性研究会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの基礎と応用2016

    • 著者名/発表者名
      下村武史
    • 学会等名
      有機エレクトロニクス材料研究会
    • 発表場所
      新宿NSビル
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      青木大地,涌井純馬,樋浦翔悟,下村武史
    • 学会等名
      平成28年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PEDOT:PSS 多孔体の熱電特性2016

    • 著者名/発表者名
      元山光子,下村武史
    • 学会等名
      平成28年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] P3HTナノファイバーの配向制御と熱電変換特性2016

    • 著者名/発表者名
      成田 光、下村 武史
    • 学会等名
      第63回応用物理学春期学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリチオフェン誘導体のナノファイバー形成メカニズムのシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 大樹、三浦 俊明、下村 武史
    • 学会等名
      第63回応用物理学春期学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ナノファイバーコンポジットフィルムの半導体特性2016

    • 著者名/発表者名
      八木 杜仁、下村 武史
    • 学会等名
      第63回応用物理学春期学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermoelectric Property of Poly(3-hexylthiophene) Nanofiber Mats Made by Whisker Method2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimomura, Jumma Wakui, and Junji Aoki
    • 学会等名
      1st International Conference on Organic and Hybrid Thermoelectrics (ICOT2016)
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気・光2015

    • 著者名/発表者名
      下村武史
    • 学会等名
      高分子基礎物性研究会講座
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換特性2015

    • 著者名/発表者名
      下村武史,青木大地,成田光,涌井純馬
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリチオフェン誘導体の熱電変換2015

    • 著者名/発表者名
      成田光、涌井純馬,下村武史
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ナノファイバーコンポジットフィルムの半導体特2015

    • 著者名/発表者名
      八木杜仁,下村武史
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリチオフェン誘導体のナノファイバー形成メカニズムのシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤大樹,下村武史,三浦俊明
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 導電性高分子およびナノファイバー1本の電気物性と有機ナノエレクトロニクス2015

    • 著者名/発表者名
      下村武史
    • 学会等名
      フォトニクスポリマー研究会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリチオフェン誘導体のナノファイバー形成メカニズムのシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤大樹,下村武史,三浦俊明
    • 学会等名
      平成27年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーとPEDOT:PSS積層膜の熱電変換特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      涌井純馬,樋浦翔悟,下村武史
    • 学会等名
      第64回高分子学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] PEDOT/PASの合成と熱電変換特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      山根 健輔,下村 武史
    • 学会等名
      第64回高分子学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶媒蒸気アニール法によるポリチオフェン誘導体ナノファイバーの形成とキャリア輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      鯨井 秀文,下村 武史
    • 学会等名
      第64回高分子学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノインプリントを用いたポリアルキルチオフェンの結晶制御2015

    • 著者名/発表者名
      塚田 涼太,串 聡志,下村 武史
    • 学会等名
      第64回高分子学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] Top of Shimomura Lab.

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~simo/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 下村研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~simo/Researchv2.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] 熱電変換材料及び熱電変換材料の製造方法2016

    • 発明者名
      下村武史、兼橋真二、元山光子
    • 権利者名
      下村武史、兼橋真二、元山光子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-06-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-12-17  

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