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。

为了利用光捕获蛋白开发高效敏化太阳能电池，我们开发了 1) 光捕获蛋白和 2) 太阳能电池。 1) 在蛋白质开发中，我们创建了重组藻蓝蛋白，并继续创建突变体，目的是使其有效地与氧化钛结合。基于先前报道的三维结构，我们设计了12种电荷和疏水性氨基酸集中在藻蓝蛋白B链C端的类型，并创建了用于样品纯化的大肠杆菌表达质粒。 2）在电池开发方面，由于QST基地关闭，设施从东海搬迁至高崎地区，需要搬动设备和搭建实验环境，一些必要的设备如由于需要维护它，我们购买并维护了它。结果，我们能够确保电池开发所需的大致环境。之后，他们准备了电池生产的基本工艺，包括使用天然藻蓝蛋白制备样品、在玻璃基板上涂覆和热处理氧化钛、蛋白质的吸附、电解质的保留以及电池的配置。我们还开发了一种测量电池特性的方法，例如光照射期间的电流-电压特性，使得太阳能电池的原型制作成为可能。