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導電性高分子発泡体を用いた熱電変換断熱材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19106
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
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)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード導電性高分子 / 発泡体 / 熱電変換 / ウレタン
研究成果の概要

導電性高分子ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)のナノファイバーを添加した軟質ウレタンフォームを作製した。発泡倍率は3倍程度で、十分低密度の断熱材として機能した。この軟質ウレタンフォームをヨウ素でドーピングすることで、導電率を有し、熱電変換特性を示すことを確認し、目的を達成した。ゼーベック係数はmV K-1のオーダーで、理論的に導電性高分子が示しうる最大クラスの大きな値を示したが、導電率が10 マイクロS cm-1と小さいため、変換効率はまだ低く、現段階では実用化は目指せない。今後、ドーピング法の改良することで、競争力のある材料となる可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

無機材料では決して得ることのできない「電気・電子・光機能をもった嵩高くやわらかい構造」として、断熱性に優れた発泡ウレタンに熱電変換性能をもたせることができた。高分子特有の発泡構造に電気・電子・光機能をもたせた材料の開発が進むことが期待され、その端緒を示すことができたのが本研究の学術的な意義である。ウレタンフォームは安価かつ簡便に発泡構造を作製でき、現場施工が可能な断熱材料として、配管や家屋の断熱材など他にはない特性をもつことから、熱電効果をもたせることができることを示した本研究の社会的意義は大きいと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Ionic transport and mechanical properties of slide-ring gel swollen with Mg-ion electrolytes2019

    • 著者名/発表者名
      Haruka Nishino, Chang Liu, Shinji Kanehash, Koichi Mayumi, Yoichi Tominaga, Takeshi Shimomura, Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Ionics

      巻: 26 号: 1 ページ: 255-261

    • DOI

      10.1007/s11581-019-03179-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 導電性高分子研究の最前線2019

    • 著者名/発表者名
      下村武史
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 67 ページ: 86-89

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P3HT を複合したウレタンフォームの熱電特性2019

    • 著者名/発表者名
      眞野元希、兼橋真二、下村武史
    • 学会等名
      2019年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3ω法による PEDOT:PSS を用いた熱電変換材料の熱伝導評価2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉マリアン、村沢義寛、兼橋真二、下村武史
    • 学会等名
      2019年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PS混合P3HTナノファイバー凍結乾燥体の熱電特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      児玉絵里奈、岡田直樹、兼橋真二、下村武史
    • 学会等名
      2019年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P3HTナノファイバーを用いた複合膜の熱・電気輸送特性2019

    • 著者名/発表者名
      横尾萌生、兼橋真二、下村武史
    • 学会等名
      2019年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P3HTナノファイバー凍結乾燥体の巨大ゼーベック効果と熱電変換特性2019

    • 著者名/発表者名
      下村 武史、岡田 直樹、兼橋 真二
    • 学会等名
      第68回高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P3HTナノファイバーのドーピング状態とその熱電変換性能2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 康平 、兼橋 真二、下村 武史
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界CO2を利用した PEDOT:PSS 凍結乾燥体の二次ドーピン グと熱電性能2019

    • 著者名/発表者名
      柳島 直哉 、兼橋 真二、荻野 賢司、下村 武史
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーのドーピング状態とその熱電性能2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 康平 、兼橋 真二、下村 武史
    • 学会等名
      2019年繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3ω法を用いたポリチオフェン系熱電材料の熱伝導評価2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉 マリアン、村沢 義寛 、兼橋 真二、下村 武史
    • 学会等名
      2019年繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界二酸化炭素を利用した PEDOT:PSS の二次ドーピン グとその熱電物性2019

    • 著者名/発表者名
      柳島 直哉 、兼橋 真二、荻野 賢司、下村 武史
    • 学会等名
      2019年繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P3HT ナノファイバーのドーピング状態の分析とその熱電性能2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 康平 、兼橋 真二、下村 武史
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3ω法によるポリチオフェン系熱電材料薄膜の熱伝導評価2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉 マリアン、村沢 義寛 、兼橋 真二、下村 武史
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界二酸化炭素を用いた PEDOT:PSS の二次ドーピングと その熱電特性2019

    • 著者名/発表者名
      柳島 直哉 、兼橋 真二、荻野 賢司、下村 武史
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P3HTナノファイバー複合膜の熱電特性2018

    • 著者名/発表者名
      須見 莉早子
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 強度向上のためポリロタキサン複合したPEDOTフィルムの作製と電気物性2018

    • 著者名/発表者名
      岡田 萌
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] P3HT ナノファイバー複合膜のインピーダンス測定2018

    • 著者名/発表者名
      須見 莉早子
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 基礎高分子科学 第2版2020

    • 著者名/発表者名
      高分子学会
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909629
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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