2015 Fiscal Year Annual Research Report
多電子輸送制御に基づく生体機能模倣型酸素発生触媒の開発
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26288092
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
中村 龍平 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10447419)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水素製造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
結晶面に由来する反応中間体Mn3+の電子物性に基づき中性領域で高効率な水分解触媒の設計指針を得ることを目的とし、異なる結晶面を有するルチル型MnO2を用いてその触媒活性と反応中間体Mn3+の安定性を検討した。すなわち、同一の結晶構造を持ちながら異なる結晶面を有する数種類の試料を合成し、その電気化学的水分解触媒特性を検討すると共にin-situ 紫外可視吸収分光法とピロリン酸によるキレート滴定を用いて反応中間体Mn3+の安定性を評価した。その結果、Mn3+を安定的に保持でき、かつ、高活性を示す結晶面の特定に成功した。本成果は、ルチル型MnO2の結晶面に応じたMn3+の電荷不均化特性を量子計算により論じた報告ともよく一致する。よって、計算科学との融合により新たな触媒設計指針になると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上述の結果は、表面の電子構造と触媒活性の明確な相関を示したものであり、高機能な水分解触媒を得るうえで重要な成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
最も優れた触媒能を示した結晶相・結晶面に対して、酸塩基則に則り窒素系配子を活性サイト近傍に導入することで協奏的プロトン共役電子移動を誘発し、Mn酸化物触媒のさらなる高機能化を図る
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| Causes of Carryover |
研究の進捗具合を考慮に入れ、反応生成物解析機器の購入を見送った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究の進捗具合を考慮に入れ、電気化学計測機器を導入する予定である。
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