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Development of novel chemical hydrogen storage by using the silicon containing compounds

Research Project

Project/Area Number 20K21233
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 36:Inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

SUNADA Yusuke  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70403988)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords水素 / 触媒 / 化学的水素貯蔵法 / 普遍金属 / エネルギー / ケイ素 / 化学的水素貯蔵 / 水素キャリア / 結合活性化 / ケイ素化合物 / 金属ケイ素触媒
Outline of Research at the Start

水素は次世代の持続可能な社会の実現を可能にする、有力な再生可能エネルギーとして注目を集めている。水素の効率的な活用の実現には、水素を効果的に貯蔵・運搬する技術の開発が必須である。本研究では、近年注目を集めている有機ハイドライド法に代表される化学的水素貯蔵法に注目し、骨格内にケイ素を組み込んだ独自の水素キャリアの開発、ならびに独自の金属ーケイ素部位を持つ高活性触媒の開発を基に、省エネルギーで作動する新しい化学的水素貯蔵法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

In this research, development of iron catalyst system that shows high catalytic performance toward capture and activation of molecular hydrogen. Also, catalytic hydrogenation of various organic unsaturated molecules have been developed by using our originally designed iron catalyst. One characteristic feature of this catalysis is that the hydrogenation reactions proceeded under 1 atom of H2 gas, and various kinds of substrates was found to be applicable to this catalysis. It should be noted that catalytic hydrogenation was also achieved by the use of commercially available and easy-to-handle reagents.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

持続可能な未来社会の実現に向けて、石油・石炭等の化石燃料以外のエネルギー源の、安価で高効率的な活用法の開発は、現代科学における最重要課題の一つである。水素は、低炭素社会の構築を実現するクリーンなエネルギーであり、次世代エネルギーとして注目を集めているが、その効果的な活用には、高効率的な貯蔵・運搬法の開発が必須である。本研究では、水素分子を効率的に捕捉・活性化可能な鉄触媒の開発と不飽和有機基質への水素付加反応を開発したが、これを基盤として、安価な水素貯蔵法の開発へと展開することで、水素エネルギーの広範な分野での活用に向けた基盤が構築可能であると見込まれる。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] An Iridium Complex with a Phosphine-Pendant Silyl Ligand as an Efficient Catalyst for the (E)-Selective Semi-Hydrogenation of Alkynes2022

    • Author(s)
      Shen, J.; Usui, R.; Sunada, Y.
    • Journal Title

      Eur. J. Org. Chem.

      Volume: 10 Issue: 10

    • DOI

      10.1002/ejoc.202101563

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属とケイ素の協働作用に立脚した錯体・クラスター触媒開発2022

    • Author(s)
      砂田祐輔
    • Organizer
      第八回元素戦略に基づいた触媒設計シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 14族元素配位子を持つ鉄錯体を鍵とする水素化・脱水素化反応の開発2021

    • Author(s)
      小林 由尚, 砂田 祐輔
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation of E-E (E = Si, Ge, Sn) bonds via dehydrogenative coupling of group 14 hydrides mediated by iron catalysts2021

    • Author(s)
      Yoshinao Kobayashi, Yusuke Sunada
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and catalysis of coordinatively unsaturated manganese(II) silyl complexes2021

    • Author(s)
      Yusuke Sunada
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鉄触媒を用いた第14族水素化物の脱水素カップリング2021

    • Author(s)
      小林 由尚, 砂田 祐輔
    • Organizer
      第9回CSJ化学フェスタ2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属とケイ素が協働する鉄触媒・金属クラスター開発2020

    • Author(s)
      砂田祐輔
    • Organizer
      京都大学化学研究所附属元素科学国際研究センター 令和2年度講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 鉄触媒によるアンモニアボランおよびヒドロシラン脱水素化反応の開発2020

    • Author(s)
      小林 由尚, 砂田 祐輔
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 芳香環を置換基に有するシクロオリゴシランを用いたNi・Pdクラスター合成2020

    • Author(s)
      島本 賢登, 砂田 祐輔
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 配位不飽和鉄(II)ジシリル錯体における配位子交換2020

    • Author(s)
      中川 峰里, 砂田 祐輔
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] オリゴシリル配位子を持つ第8・10族金属錯体の合成2020

    • Author(s)
      梅原 慶彦, 砂田 祐輔
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Four Coordinate Iron(II) and Manganese(II) Supersilyl Complexes2020

    • Author(s)
      Yusuke Sunada, Shogo Arata, Kyoka Saito, Yoshinao Kobayashi, Tatsuyoshi Ito
    • Organizer
      錯体化学会 第70回討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ルイス酸性部位を導入した有機ケイ素化合物の合成と機能開拓2020

    • Author(s)
      石井玲音, 砂田祐輔
    • Organizer
      錯体化学会 第70回討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2023-01-30  

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