Inherent thermoelectric aerogel comprising conducting polymer

包含导电聚合物的固有热电气凝胶

• 批准号: 22H02136
• 负责人: 下村 武史
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02136/
• 关键词: 導電性高分子; 熱電変換; エアロゲル; PEDOT:PSS; 環境発電

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。

Thermoelectric effect is ideal for high temperature side excitation, low temperature side current transmission, semiconductor, high temperature side, low temperature side current interruption, and heat transfer. High thermoelectric properties are reported for conductive polymers with pore size of 10 nm, volume ratio of 95% or more, bubble content of 300 m2 g-1 or more, and specific surface area of 300 m2 g-1 or more. The thermal conductivity is 0.03 W m-1 K-1, the thermal conductivity is low, the thermoelectric properties and mechanical properties of thermoelectric materials are evaluated, and the thermal conductivity is low. The performance evaluation of thermoelectric power generation, environmental power generation, thermal power generation, and environmental power generation is described in detail below. In the beginning of the year, the goal was to create a system of production. The preparation conditions of conductive polymer PEDOT:PSS are described. In addition, the structure of the alloy is generally different, and the specific surface area of the alloy is larger than 300 m2 g-1. The thermal dispersion rate is higher than 5x10^-7 m2 s-1. The thermal conductivity is lower than that of the alloy. Thermoelectric effect is shown in the following table. It is possible to introduce pyroelectric measuring devices by adding heat and gas. Preparation for thermoelectric characteristics measurement under introduction of carbon dioxide, etc., at the end of the year, preparation for thermoelectric characteristics measurement under introduction of carbon dioxide, etc.

项目成果

Shimomura Lab at TUAT

TUAT 下村实验室

MEH-PPV/SBSコンポジットフィルムの蛍光特性

MEH-PPV/SBS复合薄膜的荧光性能

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Chongcharoenchaikul;K. Miyaji;P. Junkong;S. Poompradub;Y. Ikeda;後藤 春香，兼橋 真二，荻野 賢司，下村 武史;原 光生;辻佳弘・小林裕一郎・原田明・山口浩靖;元 鍾鳴，下村 武史
• 通讯作者: 元 鍾鳴，下村 武史

P3HTナノファイバー凍結乾燥体のキャリア種と熱電特性の相関

P3HT纳米纤维冻干材料载流子种类与热电性能的相关性

• 发表时间: 2022
• 作者: Chiari Luca;Nippa Madoka;Ikeda Yuko;Sato Tomoyuki;Tsujimoto Yuji;Kato Atsushi;Chiba Naomichi;Fujinami Masanori;堀口顕義・小林 裕一郎・山口浩靖;原 光生;礒 彩香，佐藤 康平，下村 武史，佐藤 哲也，勝又 まさ代
• 通讯作者: 礒 彩香，佐藤 康平，下村 武史，佐藤 哲也，勝又 まさ代

超臨界乾燥によるPEDOT:PSSエアロゲルの多孔性および熱電特性評価

超临界干燥评价PEDOT:PSS气凝胶的孔隙率和热电性能

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Chongcharoenchaikul;K. Miyaji;P. Junkong;S. Poompradub;Y. Ikeda;後藤 春香，兼橋 真二，荻野 賢司，下村 武史
• 通讯作者: 後藤 春香，兼橋 真二，荻野 賢司，下村 武史

P3HTナノファイバーを用いたソフトアクチュエータの開発

使用 P3HT 纳米纤维开发软执行器

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Chongcharoenchaikul;K. Miyaji;P. Junkong;S. Poompradub;Y. Ikeda;原 光生;堀口顕義・小林 裕一郎・山口浩靖;吉井 友哉，兼橋 真二，下村 武史
• 通讯作者: 吉井 友哉，兼橋 真二，下村 武史