| 研究課題/領域番号 |
17K05965
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
播磨 裕 広島大学, 工学研究科, 名誉教授 (20156524)
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| 研究分担者 |
今榮 一郎 広島大学, 工学研究科, 准教授 (90293399)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 熱電変換 / ゼーベック効果 / 導電性高分子 / 有機材料 / ドープ率 / 位置規則性 / EDOT:PSS / ゼーベック係数 / PEDOT:PSS / 有機熱電材料 / 電気伝導度 / 電気化学 / 熱電効果 / Seebeck係数 / 熱電材料 |
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| 研究成果の概要 |
導電性高分子におけるゼーベック係数（S）と電荷密度（ドープ率）の関係を精査した。位置規則性を有するポリ(3-ヘキシルチオフェン)膜（P3HT膜）では，広いドープ率範囲にわたってlog Sとlog(ドープ率)の関係は傾き-1の直線を与えた。この結果は無機・有機熱電材料で観測された初めての信頼性の高い電荷密度とSとの相関関係の測定例であり，熱電分野の研究者に強いインパクトを与えた。対象を重縮合法や電解酸化重合法によって合成したP3HTに広げ，Sのドープ率依存性を調査した。さらに研究対象を有機熱電変換材料として有望視されるPEDOT:PSSに拡張して，高機能有機熱電材料の探索を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化石燃料に代わる再生可能エネルギーへの関心は強さを増している。太陽光発電や風力発電と並んで排熱の利用技術，特に低温領域での熱電材料の開発が喫緊の課題となっている。本研究課題では有機材料の中でも特に優れた特徴を有する導電性高分子を対象に，熱電変換特性に重要な影響を与えるゼーベック係数（S）に着目した。ドープ率の評価に電気化学的手法を用いることにより，位置規則性を有するP3HT膜ではlog Sとドープ率の間に直線関係が成り立ち，その傾きは－１であることを見出した。金属等に対して理論的に予測される-2/3とわずかに異なる勾配のを解明することは学術的に意義深く，高効率有機熱電変換素子の開発にも資する。
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