多核金属錯体のボトムアップ化による高効率水素発生の実現と理論的なメカニズム解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
15H00877
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
片岡 祐介 島根大学, 総合理工学研究科, 助教 (20725543)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 水素生成 / 人工光合成 / 錯体化学 / 反応メカニズム / 水素 / 太陽電池 / 新エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究では、昨年度に開発したロジウム二核骨格を1,8-Anthracene dicarboxylic acid (H2Ant)または2,7-di-t-butyl-9,9-dimethyl xanthene-4,5-dicarboxylic acid (H2Xan)で架橋連結した"Dimer-of-dimer型ロジウム四核錯体"[Rh4(Ant)(O2CCH3)6]及び[Rh4(Xan)(O2CCH3)6]の光水素発生メカニズムを調査する事を目的として、電気化学測定から得られた酸化還元電位と酸解離定数を基に、量子化学計算によって反応メカニズムの調査を行なった。その結果、ロジウム四核錯体は、光増感剤によって一電子還元された直後に水溶液中のプロトンを酸化的付加し、ヒドリド反応中間体を形成する事が明らかになった。また、水素発生は三電位還元種の形成が必要不可欠である事も突き止める事に成功した。この他に、同様の架橋配位子を使用した新規ロジウム二核錯体として、[Rh2(HAnt)(O2CCH3)3]及び[Rh2(HXan)(O2CCH3)3]の開発と構造解析に成功した。これらのロジウム二核錯体は、架橋カルボン酸の片方がカルボン酸として存在しており、ロジウム二核骨格の軸以上に存在している為、Proton-coupled electron transfer(PCET)機構で水素発生が見込めると考えらる。このような、金属-金属間結合を有する多核重金属錯体とPCET機構の組み合わせはこれまでに前例が無いオリジナリティのある研究成果であると考えれる。更には、ロジウム二核錯体を塩素で架橋配位させた[Rh4Cl4(O2CCH3)4]が水素発生反応において優れた水素発生触媒となる事も明らかにできた。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(50 results)
