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photochemical water splitting using a mixed vesicular system

Research Project

Project/Area Number 16K05881
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Energy-related chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

MURATA Shigeru  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (40192447)

Research Collaborator TAKIZAWA Shin-ya  
IKUTA Naoya  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords光エネルギー変換 / 光水素発生 / ベシクル / ルテニウム錯体 / イリジウム錯体 / コバルト錯体 / ニッケル錯体 / コバルオキシム錯体 / 水の光分解
Outline of Final Research Achievements

In order to construct unprecedented light-driven water-splitting systems using spherically shaped bilayer membranes (vesicles) as a reaction field, a mixed vesicular system was examined in which the vesicle containing metal complexes having catalytic ability to oxidize water was expected to interact with the vesicle containing catalysts for water reduction through the photosensitizers acting as an electron mediator. Although the vesicular photochemical water reduction systems were considerably improved to show a high turnover number of catalysts, it was found that the hydrogen production in all these systems proceeded by the mechanism through the reductive quenching of excited photosensitizer, which were unsuitable for the connection with the current vesicular water oxidation system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光エネルギーを用いて水を水素と酸素に分解する反応系を創出することは、化石エネルギーを消費して現在の繁栄を維持している人類に課せられた課題である。これについては半導体を利用した研究が進展しているが、本研究は緑色植物に似た反応場を用いるという従来にない独創的な手法により、この反応系の構築に挑戦するものである。最終的な目的である水の光分解システムの創出には至らなかったものの、アスコルビン酸を電子供与体とする光水素発生系の改良が進展し、光酸素発生系と組み合わせる際の問題点が明らかとなり、今後の研究のための指針を得ることができた。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] An anionic iridium(III) complex as a visible-light absorbing photosensitizer2018

    • Author(s)
      S. Takizawa, R. Kano, N. Ikuta, S. Murata
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 47 Issue: 32 Pages: 11041-11046

    • DOI

      10.1039/c8dt02477d

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of substituents on excited-state and photosensitizing properties in cationic iridium(III) complexes with ligands of coumarin 62016

    • Author(s)
      Shin-ya Takizawa, Naoya Ikuta, Fanyang Zeng, Shohei Komaru, Shinogu Sebata, Shigeru Murata
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 55 Issue: 17 Pages: 8723-8735

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b01279

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ピレンが置換した2,2'-ビピリジンを配位子とするカチオン性イリジウム錯体の光化学的挙動と光水素発生における増感効果2019

    • Author(s)
      榎本貴允、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 2-(2-ピリジル)べンゾ[b]チオフェンを配位子とする新規トリスシクロメタレート型イリジウム錯体の合成と光物性2019

    • Author(s)
      冨永将弘、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ピレンが置換した2,2’-ビピリジンを配位子とするカチオン性イリジウム錯体の合成と光化学的挙動2018

    • Author(s)
      榎本貴允、瀬端 凌、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      光化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ピリジル部位をもつトリスシクロメタレート型イリジウム錯体の合成と光化学的挙動2018

    • Author(s)
      冨永将弘、古山 啓、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      光化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Visible Light-Driven Hydrogen Generation Using Ir(III) Photosensitizers Incorporated in Vesicles2018

    • Author(s)
      滝沢進也、瀬端 凌、生田直也、村田 滋
    • Organizer
      International Congress on Pure & Applied Chemistry
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベシクル膜を活用したIr錯体の光機能:水溶液中における長寿命励起状態と光増感特性2018

    • Author(s)
      滝沢進也、瀬端 凌、生田直也、村田 滋
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ルテニウム錯体を触媒に用いた光酸素発生系における増感剤の検討2017

    • Author(s)
      小勝竣太、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市港北区)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Photophysical and photosensitizing properties of iridium complexes with ligands of coumarin 62017

    • Author(s)
      瀬端 凌、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      Applications of Photoactive Coordination Compounds
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クマリン6を配位子とするイリジウム錯体の光化学的挙動およびベシクル系への展開2017

    • Author(s)
      瀬端 凌、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      錯体化学会第67回討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ベシクルを反応場とするコバルト錯体触媒を用いた効率的な光水素発生系の構築2016

    • Author(s)
      小池桃代、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ルテニウム錯体を触媒とする光酸素発生系における反応条件の最適化2016

    • Author(s)
      小勝竣太、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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