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本研究では、エレクトロクロミズムと、フォトクロミズムを有機的に組み合わせる事により、1つの物質で、光エネルギーから化学エネルギー(蓄積)へ、さらに電気エネルギーへという機能を持った素子についてタングステン酸ゲルを試料として検討を行った。まず初年度はセルの基本構成についての検討を行った。セルは透明電極の下に有機分子配合試料を、さらにその下には、プロトン等陽イオンを出入りさせるために電解質を置く。一番下の相には電子を取り出すための電極を取り付ける。着色によってタングステンブロンズが生成されるフォトクロミズムの過程においてH^+イオンを電解質から吸収する。電解質は、H^+イオンをとられることにより電気的中性を維持するために下部電極に電子を放出する。退色過程では、上式の逆反応が進行すると考えられるので、電子の流れが逆向きになり、原理的には着色と消色の過程で電気エネルギーが取り出せることになる。設計を検討する段階において、フォトクロミズムの変換効率が、膜の構造や物性に支配されることを考慮したものにする必要性が生じた。そこで、フォトクロミズム・エレクトロクロミズム複合系セルの試作には、まず有機分子配合試料で薄膜を作成する手法を確立することにした。成膜にはゾルゲル法を用いる予定であり、2年度(最終年度)は膜の特性を維持するための乾燥ガラス化法について研究を行った。その結果からタングステン酸ゲル単独では薄膜作製時に膜に亀裂を生じさせ安いという問題点が明らかになった。そこで、タングステン酸に添加する高分子の量によって薄膜の力学物性を調整する必要性が示唆された。高分子のタングステン酸への添加はフォトクロミズムやエレクトロクロミズムの増感をもたらすが、力学物性の調節との兼ね合いで実際の製膜には最適値がある。また、乾燥時における構造の変化を調ベガラス状態への移行に関する基礎的な知見を蓄積した。そしてイオン交換膜を用いる等の複合系セルの基本構造の設計を行った。しかし、現時点では実用性を議論できるような特性は得られていない。今後、より高効率化するための構造を検討する必要がある。
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