Fablication of chemical energy carrier system by fusion of non-precious metals

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04123
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic chemistry
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: Chang Ho-Chol 中央大学, 理工学部, 教授 (60335198)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 剛 中央大学, 理工学部, 助教 (40564109)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 水素 / 光水素発生 / エネルギーキャリア / 配位子 / 電子移動 / プロトン移動

Outline of Final Research Achievements

(1) We demonstrated that the photochemical hydrogen evolution reaction of our system can be driven by purely ligand-based processes that have been proved by the isolation of intermediates with ligand-based proton-coupled mixed valent ligands. We also experimentally proved that our system can be modulated by changing metal ions (such as from Fe(II) with d6 electrons to Mn(II) with d5 electrons, substituents (such as t-butyl and Cl groups) on the ligands. (2) To develop photodehydrogenation catalyst, we demonstrated the effects of metal ions (such as Mg(II), Mn(II), Co(II), Zn(II)), substituents (such as t-butyl and Cl groups), and spin states of metal center. As results, the catalytic activity has significantly increased by these chemical factors.

Free Research Field

金属錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水素社会の構築は、持続可能社会の形成に必須の技術として注目されている。従来の水素貯蔵材料及び技術は、熱源を必要としエネルギーコストの観点からも本質的なジレンマを有する。一方、本研究の対象は、室温において光により水素を発生する材料の開発に資する金属錯体である。本研究ではopda/bqdi系金属錯体が示す配位子上での逐次的な多電子、多プロトン移動プロセスを実験的に証明したのに加え、これらの光水素キャリアの特性に影響する化学因子の解明に成功した点からも、今後の新しいタイプのエネルギーキャリア開発に寄与する諸知見が得られたと言える。