Inherent thermoelectric aerogel comprising conducting polymer

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熱電効果では高温側で励起され、エネルギーを得たキャリアを低温側に輸送する電流をよく流す半導体である一方で、高温側から低温側への流れる熱流を遮断する断熱体であることが理想的である。そこで、高い熱電性能が報告されている導電性高分子からなり、10 nmサイズのメソ孔をもち、体積比率で95%以上の気泡を含み、一般的なシリカエアロゲルにも劣らない300 m2 g-1以上の大きな比表面積をもつことで、熱伝導率は0.03 W m-1 K-1程度と発泡スチロールにも匹敵する低い熱伝導率を有する真の熱電エアロゲルを作製し、その熱電特性、力学特性を評価し、熱電材料としての適性を実証することを目的とした。また、この熱電エアロゲルの応用として、環境発電モジュール、超軽量クーラーボックス、熱電イオンフィルターとしての性能評価・実証を行うことも目指す。初年度は目的とするエアロゲルの作製を行った。ジビニルスルホンの架橋を導入し、ハイドロゲル、アルコゲルを経由して、超臨界二酸化炭素化での乾燥を行うことで、導電性高分子PEDOT:PSSエアロゲルの安定的な作製条件を見出した。また、その構造は一般的なシリカエアロゲルにも劣らない300 m2 g-1以上の大きな比表面積をもち、、熱拡散率はレーザーフラッシュ法にて5x10^-7 m2 s-1程度と低い熱伝導率を有する真のエアロゲルであることを確認した。熱電効果を示すことも確認し、現在は導電率を向上するためのドーピングについて調査している。加えて、気体導入が可能な熱電測定装置の導入を行った。納品が遅れ年度末にようやく導入されたところであるが、急いで所望の二酸化炭素等ガス導入下での熱電特性測定の準備を進めており、導入ガスの比率と熱電特性の相関を明らかとし、熱電フィルターとしての性能評価・実証を進めている。