Synthesis of heterogeneous multinuclear highvalent dinitrogen complexes containing typical metal ions and development of electrochemical dinitrogen fixation method

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05545
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Aichi Institute of Technology
• Principal Investigator: Yuji Kajita 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60397495)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 窒素固定 / 金属錯体触媒 / クロムイオン / バナジウムイオン / アルカリ金属イオン

Outline of Final Research Achievements

In this time, we succeeded in synthesizing vanadium- and chromium-dinitrogen complexes with many alkali metal ions added by reacting triamidoamine derivatives with vanadium(III) and chromium(III). We succeeded in determining the crystal structures of all the successfully synthesized complexes. Furthermore, regarding the activation of bridged dinitrogen ligands, we found that bridges between multiple transition metal ions can donate more electrons to the bridged dinitrogen ligands, resulting in more activation. Furthermore, regarding the activation effects of sodium ions and potassium ions on the dinitrogen ligand in the complex that was successfully synthesized, it was revealed that potassium ions can activate the dinitrogen ligand to a greater extent.

Free Research Field

生物無機化学　錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回我々の研究は、低い過電圧で窒素分子を還元できる金属錯体触媒の開発を目標とし、その目標に向けて、多くの新規異種多核金属錯体を合成し、それらの構造を決定した。これらの結果は、高原子価を有する窒素活性化錯体として大変貴重な例であり、学術的な価値が大変高いと考えられる。また、安価なアルカリ金属イオンを付加させることによりさらなる二窒素配位子の活性化に成功させることができ、かつカリウムイオンの方がナトリウムイオンよりも活性化能が高いという結果を得たことは、新規の窒素固定法を開発する上で工業的、社会的にも大変価値があると考えられる。