| Project/Area Number |
22K19041
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | アンモニア / 可視光 / 窒素分子 / モリブデン / イリジウム / ジヒドロアクリジン / 窒素固定 |
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| Outline of Research at the Start |
これまでに開発に成功した触媒的アンモニア合成反応を実用化するためには、外部由来のエネルギーを利用して、この外部エネルギーを物質エネルギーであるアンモニアへと変換するアンモニア合成反応を達成する必要がある。本研究課題では、可視光を外部由来のエネルギーとして利用した、窒素分子からの触媒的アンモニア合成反応の開発を目標として研究に取り組む。最終目標が達成できれば、アンモニア合成法として、学術的に研究課題であるだけで無く工業的にも画期的な手法の開発となり、歴史に残る偉業と成り得ると考えている。
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| Outline of Final Research Achievements |
We recently succeeded in developing a highly efficient method for the catalytic synthesis of ammonia from nitrogen gas under very mild reaction conditions such as room temperature and pressure, using water as a proton source (Nature, 2019). In this reaction, ammonia is synthesized using the chemical energy possessed by samarium diiodide, which is used as a reducing agent. In order to make this reaction system practical, it is necessary to achieve an ammonia synthesis reaction that uses externally derived energy and converts this external energy into the material energy, ammonia. In this research project, we have successfully developed the catalytic ammonia synthesis from nitrogen gas using visible light as externally derived energy.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究代表者らが別途に開発に成功してきた光誘起電子移動反応を鍵とする有機分子の変換反応を開発する過程で得た知見を適用することで、これまでに達成されなかった可視光由来のエネルギーを利用した窒素ガスからの触媒的アンモニア合成反応の開発に成功した。これは窒素錯体の合成と反応性に関する錯体化学を基盤とした無機化学分野と有機合成を基盤とした有機化学分野でのマリアージュにより生み出されるこれまで試みられることが無かった新しい展開である。達成した本研究成果は、工業的なアンモニア合成法であるハーバー・ボッシュ法に代わる次世代型窒素固定法の開発に繋がる次のブレークスルーであると確信している。
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