2022 Fiscal Year Annual Research Report
生物機能を規範とした物質・エネルギー変換触媒の開発
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20H02752
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
増田 秀樹 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50209441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶田 裕二 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60397495)
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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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生物無機化学 / 酸素活性化 / 窒素固定 / 炭酸ガス固定 / イオン液体修飾電極 / バイオリアクター / 水素生成触媒 / ナノ空間反応場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究実績の概要
本研究の目的は，生体系において物質・エネルギー変換に関わる金属酵素の活性中心周辺の第一配位圏を摸した金属錯体を合成し，さらに基質を誘導あるいは安定化するための多重相互作用反応場を第二配位圏として導入した生物摸倣型金属錯体を構築することである。そして生物系で見られる反応活性種の本質を明らかにし，触媒反応システムの創製を行う。また，特異なイオン液体を導入した低環境負荷物質・エネルギー変換触媒システムを構築した。具体的には，①酸素の活性化による物質・エネルギー変換触媒の開発，②常温常圧下で空中窒素からアンモニアを合成する低環境負荷アンモニア合成システムの開発，③炭酸ガス固定を触媒する金属錯体の構築，④微生物の機能を活用したバイオリアクターの構築、⑤不安定反応中間体を安定化し触媒的反応を促進させる反応場システムとして，イオン液体や多孔性材料を利用した特異な反応システムの構築および反応場デバイスの開発を行った。我々はこれまで呼吸蛋白質ヘムエリスリンにおける酸素の可逆的捕捉の研究を通してイオン液体媒体中に展開することで酸素の４電子還元に成功し，また窒素を捕捉する錯体をイオン液体中に担持しそこへ窒素を吹き込むことで水中のプロトンと反応しアンモニアを生成することを見出した。これらはいずれも特異なイオン液体の効果であり画期的な発見であり，オンリーワンであることは言うまでもなく、独創的である。そのため本研究では，酸素や窒素や炭酸ガスを変換する生物系金属酵素活性部位構造に学ぶ金属錯体を精密に設計・合成し，それらを特異なイオン液体反応場に組み込み融合することにより，想定以上の触媒機能の発現を可能とするものと考えている。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Mechanism of CO2 Capture and Release on Redox-Active Organic Electrodes2023
Author(s)
Go Iijima, Junichi Naruse, Hajime Shingai, Kyohei Usami, Takanobu Kajino, Hiroaki Yoto, Youhei Morimoto, Ryota Nakajima, Tomohiko Inomata, and Hideki Masuda
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Journal Title
Energy & Fuels,
Volume: 37
Pages: 2164-2177
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] yntheses, Characterizations, Crystal Structures, and Protonation Reactions of Dinitrogen Chromium Complexes Supported with Triamidoamine Ligands2023
Author(s)
Yoshiaki Kokubo, Kazuki Tsuzuki, Hikari Sugiura, Chiaki Yamamoto, Shunsuke Yomura, Yuko Wasada-Tsutsui, Tomohiro Ozawa, Sachiko Yanagisawa, Minoru Kubo, Shinichi Kugimiya, Hideki Masuda, and Yuji Kajita
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Journal Title
Inorg. Chem.
Volume: 62
Pages: 5320-5333
DOI
Peer Reviewed
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