NAIST 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 ~光ナノサイエンス~

光情報分子科学研究室の野々口 斐之 助教が、日本化学会 第94春季年会(2014)にて優秀講演賞(学術)と優秀講演賞(産業)をダブル受賞

日本化学会 第94春季年会(2014年3月27日-30日、名古屋大学)にて光情報分子科学研究室の野々口 斐之助教が「優秀講演賞(学術)」と「優秀講演賞(産業)」をダブル受賞しました。

単層カーボンナノチューブを搭載したしなやかな熱電発電シート

野々口 斐之(助教)・大橋 賢次(平成25年度修了生)・中野 元博(博士前期課程2年)・河合 壯(教授)

この度、日本化学会第94春季年会において優秀講演賞(学術)と優秀講演賞(産業)を頂き、大変光栄に思います。今回の受賞にあたりまして、河合教授をはじめとする光情報分子科学研究室の先生方、またこれまでに研究に取り組んで頂いた修了生を含む学生の皆様に深く感謝いたします。

今日、消費されるエネルギーのうち約3分の2が未利用のまま環境中に出されています。その排熱の80%以上は200℃以下であり、また、持ち運びする排熱環境での使用が多いため、従来のタービンなどの大規模設備に用いることはできませんでした。そこで、熱回収と電力再生が効率的な柔らかい熱電発電デバイスが望まれています。これまでにフレキシブルなプラス型(p型、低温側がプラスに帯電)の熱電材料には導電性ポリマーやカーボンナノチューブなどが提案されてきました。一方、マイナス型(n型、低温側がマイナスに帯電)の熱電材料を組み合わせて理想的な双極型熱電発電シートを開発することが高効率の熱電変換には必要とされてきましたが、フレキシブルなマイナス型の熱電変換材料はこれまで開発されていませんでした。

今回、分子性添加剤(ドーパント)を用いた合理的な単層カーボンナノチューブのn型材料化を実現するとともに、これを搭載したしなやかな熱電発電シートを開発しました。33種類のドーパント化合物を用いた網羅的なアプローチにより、特定範囲の電子準位を有する分子が単層カーボンナノチューブのn型ドーパントとして作用することを明らかにしました。本知見を応用し、しなやかな両極性熱電発電シートを用いた高効率発電を初めて実証しました。

 

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