振電コヒーレント相互作用を用いた光捕集タンパク質増感太陽電池の開発

利用电子振动相干相互作用开发光捕获蛋白质敏化太阳能电池

• 批准号: 22K05304
• 负责人: 田村 浩司
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 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 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05304/
• 关键词: 増感太陽電池; 光捕集タンパク質; 振電コヒーレント相互作用; 色素増感太陽電池

光捕集タンパク質を用いた高効率の増感太陽電池開発を目指して、1) 光捕集タンパク質,　2) 太陽電池の開発を行った。１) タンパク質開発では、フィコシアニンタンパク質を組換え型として作製し、効率よくチタン酸化物に結合させることを目的として、変異体の作製をすすめた。既報の立体構造を参考に、フィコシアニンのB鎖のC末端に電荷や疎水性アミノ酸を集中させたものを12種類設計し、試料精製に向けて、大腸菌発現プラスミドを作製した。２）電池開発では、QST拠点廃止に伴う東海から高崎地区への施設移転のため、機器類移動や実験環境の立ち上げを行う必要が生じ、また実験用シンク等の必須設備の一部は新たに整備が必要となったため、その購入・整備を行った。これにより、電池開発に必要な環境をおよそ確保することができた。その後、天然フィコシアニンタンパク質を用いた試料調整準備、ガラス基板へのチタン酸化物の塗布や加熱処理、タンパク質の吸着、電解液の保持、電池構成などの電池作製の基本プロセスを準備した。また、光照射時の電流電圧特性などの電池特性の測定手法も整備を行い、太陽電池試作を可能とすることができた。

为了使用光收集蛋白来开发高效敏化的太阳能电池，我们开发了1）收集蛋白的光和2）太阳能电池。 1）在蛋白质发育中，我们建议产生突变体，目的是产生植物蛋白蛋白作为重组形式并有效地与氧化钛结合。基于先前报道的三维结构，设计了12种类型的植物素，其中将电荷和疏水性氨基酸浓缩在B链的C末端，并准备大肠杆菌表达质粒以进行样品纯化。 2）在电池开发中，由于废除了QST基础，由于设施从Tokai搬迁到高萨基地区，有必要移动设备并启动实验环境，并且需要新安装的某些必需设备（例如实验水槽），因此他们购买和维护。这使我们能够确保电池开发所需的环境。之后，基本的电池制备过程，例如使用天然植物蛋白蛋白制备样品制备，在玻璃基板上涂层氧化钛和加热处理，蛋白质的吸附，保持电解质和电池结构。此外，已经开发了用于测量电池特性（例如电流辐射过程中电流特性）的方法，从而可以生产太阳能电池。