| 研究課題/領域番号 |
19K05633
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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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| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 山陽小野田市立山口東京理科大学 |
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研究代表者 |
白石 幸英 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (60289303)
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| 研究分担者 |
浅野 比 山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 准教授 (60389153)
秦 慎一 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 助教 (20796271)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | カーボンナノチューブ / ナノ粒子 / コロイド / 熱電変換特性 / ハイブリッド材料 / 銀コロイド / デンドリマー / ハイブリッド / 熱電変換材料 / シクロデキストリン / ホスホニウム塩型界面活性剤 / カチオン性界面活性剤 / ハイブリッド膜 / 有機／無機ハイブリッド / ナノ材料 / ナノ界面 / 創エネルギー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界の総エネルギー消費の約９割は、化石資源に依存しているが、66％が排熱として失われており、その大部分は150℃以下の低温排熱である。この有効利用法の一つとして、熱から電力を取り出す熱電変換技術に大きな期待がよせられている。この実現のためには、主要材料であるカーボンナノチューブ(CNT)の構造欠陥を多彩なナノ材料で選択的にハイブリッド化することで、導電性や熱電特性の向上を図る必要がある。本研究では、CNT/ナノ材料の界面を精密制御することで、p型およびn型熱電特性を示す新奇ハイブリッド材料を創製し、高い熱電特性を示すフレキシブルなモジュールを開発する。
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| 研究成果の概要 |
カーボンナノチューブ（CNT）には多くの欠陥があり、導電率が低くなり,これはCNTの欠点である。欠陥のあるCNTでも、CNT、導電性高分子複合体のナノ粒子、およびポリ（塩化ビニル）で構成される3成分ハイブリッドフィルムを形成することにより、優れた熱電性能を提供できることを発見した。三元膜の良好な熱電性能は、おそらく、ＣＮＴ間のポリマー複合体－ナノ粒子の架橋効果に加えて、欠陥修復効果に起因した。一方、CNTの分散液中の貴金属イオンの化学的還元により調製したCNT/貴金属ナノ粒子ハイブリッド膜においてもの電気伝導率、ひいては熱電効果が向上した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
モノのインターネットを実現するための課題は、電源の確保であるが、電池交換、充電操作、電源配線などが容易ではない場所も多い。その電源技術のひとつとして注目されている技術が、熱、光、振動などを「ハーベスト」して、電力に変換する技術である。世界のエネルギーの66％は排熱として失われており、その大部分は150℃以下の低温排熱である。この低温排熱の有効利用法の一つとしての熱から電力を取り出す「熱電変換技術」は、可動部がないためメンテナンスフリーで長寿命、設置も容易な点で注目されている。従来、熱電変換材料には無機熱電材料のみが対象とされてきたが、本研究では有機/無機ハイブリッド熱電材料について検討した。
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