Highly efficient hydrogen evolution catalyzed by tetrarhodium complexes with transition-state-controllable coordination spaces

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15588
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: Kataoka Yusuke 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (20725543)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 水素生成 / 金属錯体

Outline of Final Research Achievements

In this project, we have developed the tetrarhodium complexes, in which U-shaped dicarboxylate organic linkers connected two dirhodium units that show high efficient hydrogen evolution activities. Developed tetrarhodium complexes enable the use of coordination spaces within two dirhodium units as the hydrogen evolution site with the homolytic reaction process. In fact, developed tetrarhodium complexes function as the hydrogen evolution catalyst in the presence of cyclometalated iridium complex and tertiary amine, which are served as the photosensitized and sacrificial reducing agent, respectively.

Free Research Field

錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、従来ではヘテロリティック経路で触媒反応(水素発生反応)が行われている金属錯体触媒でも適切な配位空間(触媒活性空間)を介して単一分子内に連結させることで、より低エネルギーなホモリティック経路での触媒反応を実施できる事を確認した。本研究で開発したロジウム四核錯体の前駆体錯体であるロジウム二核錯体は、水素発生反応以外にも様々な触媒反応で応用研究が実施されている。よって、それらの触媒反応にも本研究で開発したロジウム四核錯体を活用する事で、従来の触媒効率の壁を超えれる可能性がある。現在、我々の研究グループでは、本研究で開発したロジウム四核錯体を使用した酸化触媒反応実験に着手している。