Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
昨年度は、ノンバイアスでの光化学的な水の完全分解を駆動する分子性光電気化学セルの開発に向けた第一歩として、電気化学的な水の完全分解(水を2:1のモル比で水素と酸素に分解する反応)を駆動する分子性電気化学セルの開発に取り組んだ。白金ポルフィリン水素生成触媒を修飾したTiO2電極(FTO/TiO2/PtP-py電極)をアノード、コバルトポルフィリン酸素生成触媒を修飾したTiO2電極(FTO/TiO2/CoP-py電極)をカソードとして用いた分子性電気化学セルにおいて、両極間に2.2 Vの電圧を印加すると、水の完全分解が効率良く進行し、そのファラデー効率は非常に高いことが明らかとなった。本分子性電気化学セルは、分子性触媒修飾電極を用いて水の完全分解に成功した初めて例であり、本研究課題の目的達成に向けた重要な成果となっている。今年度は、水からの光化学的酸素生成触媒機能を示す酸素生成フォトアノードの開発に取り組んだ。酸素生成フォトアノードに用いる各種錯体色素、および錯体触媒の合成を行い、これらを共吸着させたTiO2電極(酸素生成フォトアノード)の作製を試みた。様々な吸着方法を検討した結果、錯体色素と錯体触媒をTiO2電極に逐次的に吸着させることによって、酸素生成フォトアノードを作製できることが明らかとなった。作製した酸素生成フォトアノードの電気化学特性を詳細に検討したところ、期待通り、可視光照射下において水からの酸素生成触媒反応を駆動可能であることが明らかとなった。今年度は、COVID-19による数ヶ月間の大学閉鎖の影響によって、本酸素生成フォトアノードを用いた分子性光電気化学セルによる水の完全分解反応に関する検討を行なうことはできなかったが、本研究課題の目的達成に向けて重要な成果をあげることが出来たと言える。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Inorganica Chimica Acta
Volume: 516 Pages: 120117-120117
10.1016/j.ica.2020.120117
Sustainable Energy & Fuels
Volume: 5 Issue: 3 Pages: 740-749
10.1039/d0se01597k
Volume: 505 Pages: 119498-119498
10.1016/j.ica.2020.119498
ACS Applied Energy Materials
Volume: 3 Issue: 5 Pages: 4860-4866
10.1021/acsaem.0c00443
ACS Catalysis
Volume: 9 Issue: 6 Pages: 4867-4874
10.1021/acscatal.8b04975
Advances in Inorganic Chemistry
Volume: 74 Pages: 197-240
10.1016/bs.adioch.2019.04.001
Organic Process Research & Development
Volume: 23 Issue: 8 Pages: 1568-1579
10.1021/acs.oprd.9b00210
Angewandte Chemie International Edition
Volume: 58 Issue: 32 Pages: 10923-10927
10.1002/anie.201904578
Chemical Communications
Volume: 55 Issue: 59 Pages: 8552-8555
10.1039/c9cc04191e
Volume: 9 Issue: 12 Pages: 11263-11273
10.1021/acscatal.9b04023
Dalton Transactions
Volume: 48 Issue: 2 Pages: 635-640
10.1039/c8dt04497j
Volume: 2 Issue: 2 Pages: 987-992
10.1021/acsaem.8b01992
ChemElectroChem
Volume: - Issue: 8 Pages: 2273-2281
10.1002/celc.201900400
Chemistry - A European Journal
Volume: 24 Issue: 62 Pages: 16620-16629
10.1002/chem.201803662
Volume: 54 Issue: 91 Pages: 12820-12823
10.1039/c8cc07467d
http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/Sakutai/jp/index.html