熱電変換素子に向けた導電性材料の合成
Synthesis of Highly Conductive Thermoelectric Materials
環境中に排出されている膨大な熱エネルギーを利用するための新たな技術として，フレキシブル熱電変換素子の開発が注目されている。例えば，体温を微小な電力に変換することにより無線センサー用電源として利用することが期待されている。しかし，n型特性を示す熱電材料は，大気安定性や性能に課題があり，新物質の探索が不可欠な状況にある。
硫黄とニッケルを含有する有機金属型材料であるニッケル-エテンテトラチオラート（Ni-ETT）は大気安定なn型熱電材料として期待される有望な材料である。筆者らは，Ni-ETTに着目し，その合成条件を最適化することにより，Ni-ETTを水中に分散させる技術を確立した。エチレングリコールを添加する独自の環境調和型プロセスにより，大気安定な塗布膜として，それまでで最も高いn型熱電性能を達成した1）。さらなる高性能化を指向して，図1に示すように，チエノチオフェン骨格を導入したπ共役ニッケル錯体Ni-T2TTを合成した。Ni-T2TTとPDVF（ポリフッ化ビニリデン）を混合した分散液から容易に成膜でき，n型材料の塗布膜として世界最高レベルの電気伝導率（＞200 S/cm）を達成することができた2）。これらの成果は，大気安定な塗布型導電性材料の研究指針となるものであり，熱電変換素子技術などへの貢献が期待できる。以上の研究成果を2023年8月末に行われたディビジョン勉強会において発表した。
1） M. Murata et al., J. Mater. Chem. A 2020, 8, 12319.
2） M. Murata et al., J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 18744.
村田理尚 大阪工業大学工学部応用化学科