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2018 年度 実績報告書

多核π共役錯体の高効率合成に基づくエネルギー変換材料の探求

研究課題

研究課題/領域番号 16K13626
研究機関大阪工業大学

研究代表者

村田 理尚  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (30447932)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード配位高分子 / 有機熱電変換材料 / 導電性高分子 / エナジーハーベスト / 環境発電 / 微粒子
研究実績の概要

有機熱電変換デバイスには,優れたp型およびn型材料の開発が必要となる。p型材料としてはPEDOT:PSSやカーボンナノチューブなどの優れた材料が知られているのに対して,n型材料の例は未だに限られている。エテンテトラチオール誘導体から合成されるニッケル配位高分子は,例の少ない高性能なn型材料として知られているが,各種溶媒に不溶であり,主鎖のπ共役構造と熱電特性との相関などに関する基礎研究は十分になされてこなかった。平成29年度の研究においては,主鎖にベンゼン環を含むニッケル配位高分子のペレットが熱電変換特性を示すことを明らかにした。平成30年度の研究においては,溶液プロセスによる塗布法として,Yeeらが報告したPVDFを添加剤に用いて機械的に粉砕する手法に基づき,ニッケル配位高分子の塗布膜としての熱電性能を評価した。その結果,主鎖にベンゼン環を含む配位高分子はp型特性を示したのに対して,主鎖にチオフェン骨格を含む配位高分子は負に大きなゼーベック係数を示し,主鎖のπ共役構造が熱電性能に大きく影響することがわかった。
さらに,不溶性のニッケル配位高分子の新たな塗布法として,機械的粉砕に頼らない配位高分子の化学的高分散化法についても検討した。ニッケル配位高分子を含む球状微粒子を用いる手法に基づいて,添加剤についても検討した結果,溶液プロセスにより導電性の黒色フィルムを得ることができた。この熱電膜は,従来の機械的粉砕を用いる手法で得られる膜と比較して,同等かそれ以上の熱電変換性能を示すことがわかった。これは不溶性の導電性材料の一般的な塗布法となることが期待できる結果である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Near- and Mid-IR Gas-Phase Absorption Spectra of H2@C60+-He2018

    • 著者名/発表者名
      Strelnikov Dmitry V.、Jasik Juraj、Gerlich Dieter、Murata Michihisa、Murata Yasujiro、Komatsu Koichi、Roithova Jana
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 122 ページ: 8162~8166

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.8b06222

  • [学会発表] 酸化的脱水素型クロスカップリングによるチエノ縮環テトラセンの合成2019

    • 著者名/発表者名
      都合真弘,村岡 雅弘,村田 理尚
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
  • [学会発表] ニッケル配位高分子の汎用的合成法の開発と熱電変換特性2019

    • 著者名/発表者名
      上田和樹,當山奈菜,奥美華,村岡雅弘,村田 理尚
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
  • [学会発表] π共役テトラチオール誘導体の汎用的合成法の開発と配位高分子の創出2018

    • 著者名/発表者名
      當山奈菜,上田和樹,奥美華,村岡雅弘,村田理尚
    • 学会等名
      第38回有機合成若手セミナー「明日の有機合成を担う人のために」
  • [学会発表] 配位高分子の界面制御によるフレキシブル熱電材料の創製に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      上田和樹,當山奈菜,奥美華,村岡雅弘,村田理尚
    • 学会等名
      日本油化学会第57回年会
  • [学会発表] 親水性基を導入した配位高分子の合成と熱電変換特性2018

    • 著者名/発表者名
      當山奈菜,上田和樹,奥美華,村岡雅弘,村田理尚
    • 学会等名
      日本油化学会第57回年会
  • [学会発表] フレキシブル熱電デバイスのための配位高分子の創製2018

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] A Straightforward Oxidative Cross-Coupling Route to Thieno-Fused Polycyclic Aromatic Hydrocarbons2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Togo, Hideharu Tanaka, Masahiro Muraoka, and Michihisa Murata
    • 学会等名
      13th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-13)

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公開日: 2019-12-27  

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