2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of catalytic system for electrochemical hydrogen evolution using specific reaction field
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17K05808
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小澤 智宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70270999)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猪股 智彦 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40397493)
米村 俊昭 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (90240382)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 水素生成 / ニッケル錯体 / N2P2配位環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では再生エネルギーを利用したエネルギー創成に注力し、電気化学的手法を用いて解決することを試みた。申請者のこれまでの研究から、N2P2型配位環境場を揺するニッケル錯体が、非常に高効率であることがわかっている。令和元年度は、配位子骨格にヒドロキシ基を導入することで、ケトーエノール互変異性を示す配位子を用いたニッケル錯体のキャラクタライズと電気化学的水素生成反応について検討した。本ニッケル錯体は、これまで申請者が合成した方法と類似の方法を用いて合成し、単離に成功した。分光学的な性質は、主にNMR, 紫外可視吸収スペクトル、赤外吸収スペクトルを用いて行った。単離生成物の元素分析結果とこれまで合成に成功しているN2P2型ニッケル錯体との分光学的性質の類似性から、錯体の合成を確認した。単結晶が得られたので、X線構造解析を実施したところ、錯体の合成の確認と、導入したヒドロキシ基の配置について情報を得た。電気化学的な挙動を測定したところ、これまでに合成してきたN2P2 型ニッケル錯体と同程度の電位で酸化還元応答が確認できた。ここにプロトン源となる酢酸を導入したところ、水素生成に伴う触媒電流の上昇が見られたが、従来のN2P2 錯体と比べて負電位で確認された。これは、ケトーエノール互変異性の導入により、フォノールのプロトンがニッケルに移動すると同時に、ケト型の性質が大きく反映されて配位ピリジン窒素の電子密度上昇が生じ、プロトン還元のための活性化エネルギーが上昇したためであると考えた。
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