量子論に基づく色素増感太陽電池マルチレベルシミュレータの開発

• 研究課題/領域番号: 23655169
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 畠山 望 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (50312666)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 太陽電池 / シミュレーション工学 / 化学工学

研究概要

独自の超高速化量子分子動力学シミュレーションに基づき,動的モンテカルロ法によるキャリア移動シミュレータ,電極材料のμm～mmスケールのメソ構造を構築・解析する多孔質シミュレータ,そして実測との比較が可能なマクロIV特性シミュレータを融合することにより,実践的な色素増感太陽電池マルチレベルシミュレータを開発した.特に,漏液や揮発性・耐久性の観点から,固体電解質やイオン液体を用いた系への対応を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Experiments integrated modeling of TiO_2 nanoskeleteon and its application by computational chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Hatakeyama, Mari Onodera, Kotaro Okushi, Ryo Nagumo, Ryuji Miura,, Ai Suzuki, Hideyuki Tsuboi, Hiromitsu Takaba, Sumio Kozawa, Hiroshi Fukui, Mark C. Williams, Takeshi Endo, Hideki Sakai, Masahiko Abe, Naokiyo Koshikawa, and Akira Miyamoto
  • 雑誌名: Extended Abstracts of ZMPC2012 (International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals) ページ: 2-2
• [雑誌論文] Development of experiments integrated multi-scale, multi-physics computational methods based on ultra-accelerated quantum chemical molecular dynamics for nanoskeleton TiO_2 synthesis for microgravity experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Miyamoto, Mari Onodera, Kotaro Okushi, Ryo Nagumo, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Hideyuki Tsuboi, Nozomu Hatakeyama,Hiromitsu Takaba, Sumio Kozawa, Hiroshi Fukui, Mark C. Williams, Masahiko Abe, and Naokiyo Koshikawa
  • 雑誌名: Extended Abstracts of ZMPC2012 (International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals) ページ: 2-2
• [雑誌論文] Development of experiments integrated multi-scale, multi-physics computational methods based on ultra-accelerated quantum chemical molecular dynamics for nanoskeleton TiO2 synthesis for microgravity experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Miyamoto
  • 雑誌名: Extended Abstracts of ZMPC 2012 巻: 1
• [雑誌論文] Experiments integrated modeling of TiO2 nanoskeleteon and its application by computational chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Hatakeyama
  • 雑誌名: Extended Abstracts of ZMPC 2012 巻: 1
• [学会発表] Experiments integrated modeling of TiO_2 nanoskeleteon and its application by computational chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Hatakeyama, Mari Onodera, Kotaro Okushi, Ryo Nagumo, Ryuji Miura,, Ai Suzuki, Hideyuki Tsuboi, Hiromitsu Takaba, Sumio Kozawa, Hiroshi Fukui, MarkC. Williams, Takeshi Endo, Hideki Sakai, Masahiko Abe, Naokiyo Koshikawa, and Akira Miyamoto
  • 学会等名: ZMPC2012 (International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2012-07-31
• [学会発表] Development of experiments integrated multi-scale, multi-physics computational methods based on ultra-accelerated quantum chemical molecular dynamics for nanoskeleton TiO2 synthesis for microgravity experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Miyamoto, Mari Onodera, Kotaro Okushi, Ryo Nagumo, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Hideyuki Tsuboi, Nozomu Hatakeyama, Hiromitsu Takaba, Sumio Kozawa, Hiroshi Fukui, Mark C. Williams, Masahiko Abe, and Naokiyo Koshikawa
  • 学会等名: ZMPC2012 (International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2012-07-29
• [学会発表] Development of experiments integrated multi-scale, multi-physics computational methods based on ultra-accelerated quantum chemical molecular dynamics for nanoskeleton TiO2 synthesis for microgravity experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Miyamoto
  • 学会等名: ZMPC 2012
  • 発表場所: Aster Plaza, Hiroshima
• [学会発表] Experiments integrated modeling of TiO2 nanoskeleteon and its application by computational chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Hatakeyama
  • 学会等名: ZMPC 2012
  • 発表場所: Aster Plaza, Hiroshima
• [学会発表] 固体型色素増感太陽電池のマルチレベルシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 畠山望,南雲亮,三浦隆治,鈴木愛,坪井秀行,高羽洋充,宮本明
  • 学会等名: 電池討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-20
• [学会発表] 固体型色素増感太陽電池のマルチレベルシミュレーション
  • 著者名/発表者名: 畠山 望，南雲 亮，三浦 隆治，鈴木 愛，坪井 秀行，高羽 洋充，宮本 明
  • 学会等名: 電池討論会
  • 発表場所: 東京
• [備考] 1.2012年11月20日,文部科学省地域イノベーション戦略支援プログラム「次世代自動車宮城県エリア」の人材育成プログラム,Advanced Phase基礎において,地域企業の社会人を対象とした講義を行い、本研究に関連する成果の一部を紹介した.
• [備考] 2.本研究成果の一部を盛り込んだ太陽電池マルチレベルシミュレータDenDen-PVが,(株)菱化システムやペガサスソフト(株)などのソフト会社を通じ,市販ソフトウェアとして国内外の大学,企業などに提供されている.