2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25410102
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
永田 央 名城大学, 理工学部, 教授 (40231485)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 人工光合成 / 酸化還元 / ピロール / キノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電子伝達膜を用いた光合成型物質変換反応、特に水の酸化・二酸化炭素の還元・電子受容性有機化合物の可逆的な酸化還元を行った。特に、以下の項目について、特段の成果が得られた。
(1) 炭素電極上にポリピロール膜を電解重合させ、その上に酸素発生触媒となるリン酸コバルトを電解析出させた。前年度の研究で、単独のポリピロールは強固な膜を形成するがリン酸コバルトを付着させないこと、およびピロール／ピロール-3-カルボン酸の共重合膜はリン酸コバルトをよく付着させることがわかった。今年度は、疎水性のピロールと親水性のピロール-3-カルボン酸の比率をよりよく制御するため、化学重合によるポリピロールの生成を試みた。ピロール-3-カルボン酸エステルを基本骨格として選び、エステル部分として疎水性のステアリル基と、容易に脱保護してカルボン酸を与える2-メチルスルホニルエチル基を用いて、それぞれピロール単量体とポリピロールを合成した。その結果、疎水性基と親水性基の比率を系統的に決めた共重合膜を形成することができた。
(2) カーボンペーパーとナフィオンを融着した隔膜を用いて、キノンを酸化還元活物質とするレドックスフロー電池を構成し、その挙動について評価した。キノン側の pH を変化させると、酸性側とアルカリ性側で異なる生成物が得られることが UV-vis のその場観察によって明らかになった。生成物は大まかには２段階の反応で生成していることがスペクトル変化から明らかとなった。これはキノンの２段階の酸化還元に対応していると考えられる。また、この電池について、可逆的な充放電挙動が確認できた。
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