Development of a Condensed Molecular Solar Thermal System Using Multi-azobenzene Derivatives

使用多偶氮苯衍生物开发凝聚式分子太阳能热系统

• 批准号: 22K05299
• 负责人: 森川 全章
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05299/
• 关键词: ビスアゾベンゼン誘導体; 光異性化; 光相変化; 光化学蓄熱システム; マルチアゾベンゼン誘導体; 固液相変化; 配位エンタルピー

本研究は、分子凝縮系における光異性化反応に基づいて、光エネルギーを化学エネルギーとして高密度に貯蔵し、熱エネルギーとして放出する光化学蓄熱システムを開発する。そのため、融合型マルチアゾベンゼン誘導体を分子設計・合成し、分子内異性化エンタルピーを高めるとともに、凝固や配位結合の形成と異性化反応を同期させることにより貯蔵エネルギー密度を最大化させる。また、分子の結晶性や集積状態を制御することにより光応答速度を向上させ、各性能が高次元でバランスした光蓄熱性分子材料を創製する。昨年度は、当初の研究計画に基づいて二つのアゾ基がメタ位で連結した融合型ビスアゾベンゼン誘導体を系統的に合成した。側鎖に２－エチルヘキシル基を導入することにより室温液体の化合物が得られた。一方、側鎖にメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ネオペントキシ基を導入した化合物は室温にて固体結晶として得られた。これらの化合物の希薄溶液中における光異性化特性について評価した。その結果、通常のモノアゾベンゼン誘導体と同様にトランス体からシス体への光異性化が観測された。また、UV光照射とVis光照射により可逆的にトランス－シス光異性化することや、光照射を20回繰り返した後でも吸光度が減少することが無かったため、高い光化学安定性を有することが判った。さらに、準安定状態であるシス体の半減期寿命を求めた結果、90時間程度と見積もられ光蓄熱性分子として十分な熱安定性を有することを明らかにした。さらに、示差走査熱量測定（DSC）から化合物の融点や凝固点、相変化潜熱などの熱物性を評価した。

In this study, the development of photochemical heat storage systems for molecular condensation systems, photoisomerization reactions, and photodegradation reactions was investigated. Molecular design, synthesis, intramolecular heterogenization, coagulation, coordination binding, heterogenization, synchronization, storage, production, density maximization, etc. The crystallization and aggregation state of molecules are controlled, and the optical reaction speed is improved, and the properties are improved. Last year, the original research project was carried out on the basis of the synthesis of two kinds of molecular systems. 2-methyl-2-ethyl-3-methyl-4-ethyl-4-ethyl-4-yl-4-ethyl-4-methyl-4-ethyl-4-ethyl-4-yl-4-methyl-4-ethyl-4-ethyl-4-yl-4-methyl-4-ethyl-4-yl-4-methyl-4-ethyl-4-yl-4-ethyl-4-yl-4-ethyl-4-methyl-4-ethyl-4-yl-4-ethyl-4 - 4-yl-4-ethyl-4 - 4-(4-methyl-4-methyl-3-yl)-3-methyl-ethyl-4-ethyl-ethyl-4-(4-methyl-4-yl)-4-ethyl-ethyl-4-(4-methyl-4-yl)-3-ethyl-ethyl-4-(4-ethyl A compound is crystallized at room temperature. The optical properties of these compounds in thin solutions are evaluated. As a result, the optical anisotropy of the induced substance and the isoform of the induced substance were measured. UV light irradiation, Vis light irradiation, reversible photoisomerization, light irradiation, 20-cycle photoisomerization, reduced absorbance, high photochemical stability, etc. The half-life of the polymer in the quasi-stable state is calculated as a result of the 90-degree time period, and the thermal stability of the polymer is very high. In addition, differential scanning calorimetry (DSC) is used to evaluate the melting point, freezing point, latent heat of phase transformation and thermal properties of compounds.

项目成果

ジフェニルテトラセン発色団を含むキラル分子組織体の開発とシングレット・フィッション特性

含有二苯基四苯发色团的手性分子组织和单线态裂变特性的开发

• 发表时间: 2023
• 作者: Ilias Papadopoulos;Joseph Ka-Ho Hui;Masa-aki Morikawa;Kenji Kaneko;Kiyoshi Miyata;Ken Onda;Nobuo Kimizuka;高塚 一瑳・Ilias Papadopoulos・森川全章・宮田 潔志・恩田 健・君塚 信夫
• 通讯作者: 高塚 一瑳・Ilias Papadopoulos・森川全章・宮田 潔志・恩田 健・君塚 信夫

Liquid Bisazobenzenes as Molecular Solar Thermal Fuel with Enhanced Energy Density

• DOI: 10.1246/cl.210822
• 发表时间: 2022-04-01
• 期刊: CHEMISTRY LETTERS
• 影响因子: 1.6
• 作者: Morikawa, Masa-aki;Yamanaka, Yuta;Kimizuka, Nobuo
• 通讯作者: Kimizuka, Nobuo

三重項増感によるアリールアゾピラゾール誘導体の光異性化特性

三线态敏化芳基偶氮吡唑衍生物的光异构化性质

• 发表时间: 2023
• 作者: Shimizu M,Hirabuchi;Sugihara Y;Abe A;Takeda T;Kobayashi M;Hiraka Y;Kanzaki E;Oikawa K;Saitoh H;Langner T;Banfield MJ;Kamoun S;Terauchi R;町田嗣樹・平野直人・金子純二・秋澤紀克・浅見慶志朗・田中えりか・石井輝秋・YK18-08/YK19-05S航海乗船研究者一同;Manabe Yoshiyuki;○水野妙紅,原田直幸,森川全章,君塚信夫
• 通讯作者: ○水野妙紅,原田直幸,森川全章,君塚信夫

Dipyrrolonaphthyridinedione発色団を含むナノ分子組織体の開発とシングレットフィッション特性

含有二吡咯萘啶二酮发色团和单线态裂变特性的纳米分子组织的开发

• 发表时间: 2023
• 作者: ○井上魅紅;Ilias Papadopoulos;Josseph Ka-ho Hui;森川全章;宮田潔志;恩田健;君塚信夫
• 通讯作者: 君塚信夫

Multiple Exciton Generation via Intermolecular Singlet Fission within Aqueous Nanoparticles

通过水性纳米颗粒内分子间单线态裂变产生多重激子

• 发表时间: 2023
• 作者: ○Ilias Papadopoulos;Joseph Ka-Ho Hui;Masa-aki Morikawa;Kenji Kaneko;Kiyoshi Miyata;Ken Onda;Nobuo Kimizuka
• 通讯作者: Nobuo Kimizuka