1987 Fiscal Year Annual Research Report
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62603025
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松尾 拓 九州大学, 工学部, 教授 (30037725)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三木 定雄 京都大学, 工学部, 助手 (30135537)
宮仕 勉 東北大学, 理学部, 教授 (20004442)
清水 剛夫 京都大学, 工学部, 助教授 (10025893)
徳丸 克己 筑波大学, 化学系, 教授 (60011491)
田附 重夫 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (20025993)
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| Keywords | 光エネルギー / 化学的エネルギー変換 / 光化学プロセス / 電荷分離 / 人工光合成 / 高歪化合物 / 高エネルギー物質 / 光触媒 |
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| Research Abstract |
1.研究目的
光を化学エネルギーに変換貯蔵する開発をするために, 水素などの還元型高エネルギー物質を生成する人工光合成プロセス, および分子内に歪エネルギーを貯えた高歪化合物合成のための光反応の開発を行った.
2.研究成果の概要
(1)人工光合成系の開発については光励起に直結した明反応で生成するラジカル対の電荷分離効率の向上, および得られたラジカル対を活用した物質生産の暗反応を検討しつぎの成果を得た. 均一溶液中で発生したラジカル対の場合は溶媒かごからの脱出が電荷分離の前提条件となり, そのためには静電反発および溶媒和の微視的構造の調節が重要であることを定量的に明らかにした. 葉緑体のように膜面で反応が進行する場合, 励起種と電子受容体間が10オングストローム程度であれば容易に光誘起電子移動が起りマイクロ秒程度の寿命を持たせ得ることが示された. また膜系を利用した電荷の輸送および電荷の貯蔵が可能となった. 均一系のラジカルについては炭酸ガスをカルボン酸として固定する反応が実現された.
(2)高歪化合物の合成についてはノルボルナジェンからクアドリシクランへの光異性化反応を用いてエネルギー貯蔵と放出のサイクルを構成した. ノルボルナジェン骨格の修飾によって460nmの長波長光でもエネルギー貯蔵が可能になったほか, 実際に5月の日照で理論値の約80%の効率でエネルギー蓄積が可能なことも確認された. エネルギー放出過程に関しては, 固定層流通反応器による検討結果, 改良した活性アルミナを担体としたコバルト2価錯体触媒が有効であり, クアドリシクランのイソオクタン溶液を用いることにより, 溶液温度を60°K上昇させ得ることが明らかとなった.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] S.Usui,H.Nakamura,T.Ogata,A.Uehata,A.Motonaga,T.Matsuo: Chemistry Letters. 1779-1782 (1987)
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[Publications] N.Kitamura,R.Obata,H.B.Kim,S.Tazuke: The Journal of Physical Chemistry. 91. 2033-2035 (1987)
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[Publications] T.Arai,T.Oguchi,T.Wakabayashi,M.Tsuchiya,Y.Nishimura,S.Oishi,H.Sakuragi,K.Tokumaru: Bulletin of the Chemical Society of Japan. 60. 2937-2943 (1987)
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[Publications] T.Shimidzu,A.Ohtant,T.Iyoda,K.Honda: Journal of Electroanal.Chemistry. 224. 123-135 (1987)
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[Publications] T.Miyashi,K.Wakamatsu,T.Akiya,K.Kikuchi,T.Mukai: Journal of the American Chemical Society. 109. 5270-5271 (1987)
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[Publications] T.Kobayashi,Z.Yoshida,Y.Asako,S.Miki,S.Kato: Journal of the American Chemical Society. 109. 5103-5108 (1987)
