| 研究課題/領域番号 |
16H03001
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
持続可能システム
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| 研究機関 | 函館工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
上野 孝 函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 教授 (10310963)
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| 研究分担者 |
青柳 秀紀 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00251025)
湊 賢一 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 准教授 (40435384)
松浦 俊彦 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (50431383)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
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| キーワード | 再生可能エネルギー / 色素増感太陽電池 / バイオマス色素 / イカ墨色素 / カビ産生色素 / チタニア電極 / 培養条件 / ナノ材料 / 太陽電池 / バイオマス / 廃棄物再資源化 / イカ墨色素粒子 / 微細化 / 吸着 / 界面抵抗 |
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| 研究成果の概要 |
カビ色素の生産では、①炭素源はスクロース、窒素源はペプトンが最適であった、②C/N比が色素生産に大きく影響する、③マグネシウムやリン酸塩は色素生産を促進する、ことが明らかとなった。
ゼータ電位により、イカ墨色素粒子が負に強く帯電していることが明らかとなり、吸着速度を正確に求めるための基礎的知見を得た。電子状態の計測結果は、イカ墨色素を用いた色素増感太陽電池は卓越した性能を発揮する可能性があることを示唆した。
色素増感太陽電池の光電極へのイカ墨色素粒子の添加が光電変換特性に及ぼす効果を電気化学インピーダンス法によって調査した。イカ墨を2割添加した電極においてインピーダンスが最小化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
色素増感太陽電池は、有機色素を可視光の増感剤として利用し、半導体の電極に電子を注入して発電する次世代の太陽電池である。希少金属のルテニウムや有害金属の鉛を使う太陽電池で13～16％の高い光電変換効率が達成されている。本研究では、廃棄されているイカ墨を精製し、1nmと300nmの粒子に分画して、増感色素のみならず、チタニア電極の多孔性を促進し、光電変換効率を向上する新しい手法を提案する。さらに、短波長側の光吸収に優れたイカ墨色素に加えて、可視光の光を吸収するカビ産生色素を用いることで、広波長領域の太陽光を利用できる、再生可能で真の意味でのクリーンエネルギーを生み出す色素増感太陽電池を開発する。
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