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分子触媒・反応場・反応解析法の革新と協奏:CO2光多電子還元の学理構築

Administrative Group

Project AreaConcerto Photocatalysis: Innovation and Concert of Molecular Catalyst, Reaction Field, and Mechanistic Analysis for Light-driven Multiple-electron reduction of CO2
Project/Area Number 23H03830
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (II)
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中田 明伸  京都大学, 工学研究科, 講師 (20845531)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮田 潔志  九州大学, 理学研究院, 准教授 (80808056)
村田 慧  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80755835)
山内 幸正  九州大学, 理学研究院, 助教 (50631769)
山崎 康臣  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90784075)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywords光触媒 / 二酸化炭素還元 / 分子触媒 / 反応場 / 反応解析
Outline of Research at the Start

総括班は「領域外評価委員との連携」「領域会議」「領域内留学」「国内外シンポジウム」「社会へのアウトリーチ活動」 を推進する。具体的推進にはコロナ禍における各メンバーの取組みを最大限活用する。 コミュニケーションツールを用いた「バーチャルラボ」を設立し、遠方の領域内メンバー間でも研究に関する密な連携を”日常的に”行える環境を構築する。本領域の成果はWebサイト、SNSを通じて社会へ継続的に公開を行い、本領域のプレゼンスを日本だけに止まらず世界にもアピールする。以上の取り組みにより、当該研究領域の間口を広げ将来的により多様な研究者が参画できる研究分野へと躍進させる礎を築く。

Outline of Annual Research Achievements

総括班は「領域外評価委員との連携」「領域会議」「領域内留学」「国内外シンポジウム」「社会へのアウトリーチ活動」 を推進する。具体的推進にはコロナ禍における各メンバーの取組みを最大限活用する。 コミュニケーションツールを用いた「バーチャルラボ」を設立し、遠方の領域内メンバー間でも研究に関する密な連携を”日常的に”行える環境を構築する。本領域の成果はWebサイト、SNSを通じて社会へ継続的に 公開を行い、本領域のプレゼンスを日本だけに止まらず世界にもアピールする。以上の取り組みにより、当該研究領域の間口を広げ将来的によ り多様な研究者が参画できる研究分野へと躍進させる礎を築く。
2023年度は、22回の領域内オンラインミーティングと6回の対面ミーティングを行い、各研究者の研究背景理解、成果共有、共同研究策定会議により、遠方の領域内メンバー間も含め研究に関する密な連携推進に大きく貢献した。そのうちオンラインおよび対面会議により領域外評価委員への成果共有および打ち合わせも行った。さらに、九州大と京大のグループ間で学生がラボ滞在し、実験と研究ディスカッションを行う領域内留学も実施した。サイエンスカフェ等のアウトリーチ活動も実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画を遥かに上回る22回の領域内オンラインミーティングと6回の対面ミーティングにより、各研究者の研究背景理解、成果共有、共同研究策定会議により、遠方の領域内メンバー間も含め研究に関する密な連携推進に大きく貢献することができた。さらに、初年度から九州大と京大のグループ間で学生がラボ滞在し、実験と研究ディスカッションを行う領域内留学も実施することができ、共同研究推進に加えて学生を含む若手研究者の教育にも貢献した。サイエンスカフェ等のアウトリーチ活動に加え、SNSを通じた領域活動の一般公開を行うことで、本領域は広く認知されてきていると認識している。以上のことから、当初の計画以上に進展していると進捗評価する。

Strategy for Future Research Activity

2024年度以降も、継続して密で定期的なミーティングを開催することで、領域内の研究推進および連携に貢献する。また、本研究領域および研究コミュニティーのさらなる拡大を目指し、2024年度は国際学会1件、国内学会におけるシンポジウム1件の開催を予定している。そのほか、領域内外に向けた勉強会等の企画も計画している。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Metal-free carbazole-thiophene photosensitizers designed for a dye-sensitized H2-evolving photocatalyst in Z-scheme water splitting2024

    • Author(s)
      Nakada Akinobu、Yokota Takayuki、Ogura Morihiko、Chang Ninghui、Tomita Osamu、Saeki Akinori、Ogasawara Masamichi、Abe Ryu
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 160 Issue: 4 Pages: 044710-044710

    • DOI

      10.1063/5.0179225

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intramolecular C-H bond amination catalyzed by myoglobin reconstituted with iron porphycene2024

    • Author(s)
      Kagawa Yoshiyuki、Oohora Koji、Hayashi Takashi
    • Journal Title

      Journal of Inorganic Biochemistry

      Volume: 252 Pages: 112459-112459

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2023.112459

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Porphyrin-Polyoxotungstate Molecular Hybrid as a Highly Efficient, Durable, Visible-Light-Responsive Photocatalyst for Aerobic Oxidation Reactions2024

    • Author(s)
      Yamaguchi Masahiro、Shioya Kaito、Li Chifeng、Yonesato Kentaro、Murata Kei、Ishii Kazuyuki、Yamaguchi Kazuya、Suzuki Kosuke
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 146 Issue: 7 Pages: 4549-4556

    • DOI

      10.1021/jacs.3c11394

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Indication of Intramolecular Triplet?Triplet Annihilation Upconversion in Organic Light‐Emitting Diodes2023

    • Author(s)
      Sasaki Shoma、Goushi Kenichi、Mamada Masashi、Miyazaki Shiori、Miyata Kiyoshi、Onda Ken、Adachi Chihaya
    • Journal Title

      Advanced Optical Materials

      Volume: 12 Issue: 3 Pages: 2301924-2301924

    • DOI

      10.1002/adom.202301924

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rational design of an artificial ethylbenzene hydroxylase using a molecular dynamics simulation to enhance enantioselectivity2023

    • Author(s)
      Oohora Koji、Kagawa Yoshiyuki、Nishiura Takako、Mizohata Eiichi、Schwaneberg Ulrich、Hayashi Takashi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 53 Issue: 2

    • DOI

      10.1093/chemle/upad042

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 均一系光触媒とともに2023

    • Author(s)
      村田 慧
    • Journal Title

      CanAppleニュースレター

      Volume: 271 Pages: 1-1

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  • [Presentation] Light-Driven CO2 Fixation/Conversion by Designed Molecular Assemblies2024

    • Author(s)
      Akinobu Nakada
    • Organizer
      13th Japan-China Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 長鎖アルキル鎖を有する可溶性共役系高分子/ Ru(II)錯体複合光触媒による可視光CO2還元2024

    • Author(s)
      浅井 俊亮、中田 明伸、鈴木 肇、冨田 修、阿部 竜
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
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  • [Presentation] 光増感剤フリーで可視光CO2還元を駆動するカルバゾール修飾型単核錯体光触媒2024

    • Author(s)
      冨浦 勇哉、中田 明伸、鈴木 肇、冨田 修、阿部 竜
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
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  • [Presentation] 有機金属錯体を用いる可視・近赤外光反応の開発2024

    • Author(s)
      村田慧
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(第12回女性化学者奨励賞受賞講演)
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    • Invited
  • [Presentation] Development of room-temperature phosphorescent iridium porphyrins linked to a nitroxide radical for detecting antioxidants2024

    • Author(s)
      Hirohisa Yanagikawa, Kei Murata, Kazuyuki Ishii
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Photochemical Properties of Phthalocyanine Complexes Bearing Fluorine and Alkyl Groups2024

    • Author(s)
      Hongfeng Liu, Kei Murata, Kazuyuki Ishii
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
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  • [Presentation] Co-NHC Catalysts Promoting Hydrogen Evolution from Water with High Turnover Number and Frequency2024

    • Author(s)
      Kosei Yamauchi
    • Organizer
      Asian International Symposium - Coordination Chemistry, Organo-metallic Chemistry -, The 104th CSJ Annual Meeting
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光化学 ~光エネルギーを手にした分子の力で 革新的な技術を切り拓く~2024

    • Author(s)
      宮田潔志
    • Organizer
      Q-AOS Brown Bag Seminar
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Elucidation and Control of Microscopic Mechanisms in Unique Luminescent Molecular Photofunctional Materials2024

    • Author(s)
      Kiyoshi Miyata
    • Organizer
      The 24th East Asia Workshop on Chemical Dynamics
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Metal Complex/Semiconductor Hybrid Photoelectrocatalysts and Photocatalysts for CO2 Reduction2023

    • Author(s)
      Akinobu Nakada
    • Organizer
      2023 MRS Fall Meeting
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Function-selective modification of Ru complex catalysts on π-conjugated polymers for visible light water oxidation and CO2 reduction2023

    • Author(s)
      Kotaro Ishihara, Akinobu Nakada, Hajime Suzuki, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • Organizer
      OKCAT2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 可視光により水の酸化及びCO2還元を駆動可能な機能選択的Ru錯体/π共役系ポリマー複合体の開発2023

    • Author(s)
      石原 弘太郎、中田 明伸、鈴木 肇、冨田 修、阿部 竜
    • Organizer
      第17回触媒道場
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 可視光応答型π共役高分子への位置・機能選択的Ru錯体修飾に基づく水の酸化およびCO2還元2023

    • Author(s)
      石原 弘太郎、中田 明伸、鈴木 肇、冨田 修、阿部 竜
    • Organizer
      第132回触媒討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] CO2還元および水の酸化を機能する錯体触媒を内包したπ共役系高分子の光触媒設計2023

    • Author(s)
      中田 明伸、石原 弘太郎、阿部 竜
    • Organizer
      2023年光化学討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ピレン部位を有する可視光応答型π共役系高分子への機能選択的Ru錯体修飾に基づく水の酸化およびCO2還元2023

    • Author(s)
      石原 弘太郎、中田 明伸、鈴木 肇、冨田 修、阿部竜
    • Organizer
      第34回配位化合物の光化学討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoexcited charge manipulation in π-conjugated polymers bearing metal-complex catalysts for visible-light CO2 reduction2023

    • Author(s)
      Akinobu Nakada, Chen Zhang, Ryuichi Miyakawa, Hajime Suzuki, Kosaku Kato, Akinori Saeki, Akira Yamakata, Hiromi Nakai, Ho-Chol Chang, Ryu Abe
    • Organizer
      31th International Conference on Photochemistry
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ピレン部位を有するπ共役系高分子へのRu錯体修飾に基づく可視光駆動O2生成2023

    • Author(s)
      石原 弘太郎、中田 明伸、鈴木 肇、冨田 修、阿部 竜
    • Organizer
      第42回光がかかわる触媒化学シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機ロジウムフタロシアニン錯体の赤色光アンケージングによるラジカル環化反応2023

    • Author(s)
      Ji Yu、村田慧、石井和之
    • Organizer
      第34回配位化合物の光化学討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Photophysical properties of organoiridium porphyrin complexes linked to a nitroxide radical2023

    • Author(s)
      Hirohisa Yanagikawa, Kei Murata, Kazuyuki Ishii
    • Organizer
      25th International Symposium on the Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds (ISPPCC)
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] レーザー分光で探索する光と化学の協奏2023

    • Author(s)
      宮田潔志
    • Organizer
      日本化学会九州支部2023年度第1回講演会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Understanding and controlling photofunction in advanced optoelectronics materials using ultrafast spectroscopy2023

    • Author(s)
      Kiyoshi Miyata
    • Organizer
      3rd Q-PIT photofunction integration symposium
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ultrafast spectroscopy for understanding CO2 reduction mechanisms of photosensitizer-catalyst dyad molecular systems2023

    • Author(s)
      Kiyoshi Miyata, Yuushi Shimoda, Kei Kamogawa, Yasuomi Yamazaki, Yusuke Tamaki, Osamu Ishitani, Takumi Ehara, Teruyuki Honda, Ren Sato, Yusuke Kuramochi, Akiharu Satake, Ken Onda
    • Organizer
      The 31st International Conference on Photochemistry
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 時間分解分光を用いた希土類添加ナノ粒子で生じる 多段階光アップコンバージョン過程の解明と操作2023

    • Author(s)
      宮田潔志, 宮崎栞, 辰井謙斗, _田亜美, 高田真子, 杉岡寛爾, 太田充紀, 溝口隆介, 石井あゆみ, 恩田健
    • Organizer
      第34回配位化合物の光化学討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Fast, Efficient, Narrowband Room-Temperature Phosphorescence from Metal-Free 1,2-Diketones2023

    • Author(s)
      Kiyoshi Miyata, Shuji Kimura, Takumi Ehara, Koki Kubo, Erika Ou, Yuya Oshima, Mao Komura, Morihisa Terasaki, Ken Onda, Takuji Ogawa, Yosuke Tani
    • Organizer
      KJF-ICOMEP2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 時間分解発光分光で追跡する 希土類添加ナノ粒子で生じる 多段階光アップコンバージョン過程2023

    • Author(s)
      宮田潔志, 宮崎栞, 辰井謙斗, _田亜美, 高田真子, 杉岡寛爾, 太田充紀, 溝口隆介, 石井あゆみ, 恩田健
    • Organizer
      2023年光化学討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子性光機能材料の微視的メカニズム解明と制御2023

    • Author(s)
      宮田潔志
    • Organizer
      第17回分子科学討論会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超高速分光を用いた光機能材料の微視的メカニズム解明と制御2023

    • Author(s)
      宮田潔志
    • Organizer
      Concerto Chemistry Colloquium
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of a New Photocatalytic System Using Immiscible Double-Layer Solutions2023

    • Author(s)
      Yasuomi Yamazaki, Masaru Ogasawara, Taro Tsubomura, Yoshiaki Nishibayashi
    • Organizer
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) Bali 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/view/akinobunakada-web/home

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2025-04-17  

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