光物質変換系との連結を目指したナノシート型光捕集系の構築
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 |
15H00881
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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 | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
高木 慎介 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (40281240)
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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 |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 人工光合成 / 人工光捕集系 / ポルフィリン / 無機ナノシート / 粘土鉱物 / サポナイト / ナノシート / Ru |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光物質変換系との連結を目指したナノシート型光捕集系の構築、のタイトルのもとで研究を行った。
具体的には、無機ナノシート上に太陽光を効率よく吸収する色素集合体を構築し、人工光捕集系を構築した。特にサブポルフィリン誘導体を独自に設計、合成し、太陽光の短波長側の有効利用を試みた。無機ナノシートとしては、化学合成粘土鉱物の一種であるサポナイト（スメクトンＳＡ）を用いた。ナノシートと色素の複合化は静電引力を用いて行った。
一方、無機ナノシート上に光物質変換を行いうる色素を別途新規に設計、合成し、効率の良い分子性光触媒を作成した。まず、光捕集系の存在しない系において、これらの触媒分子が物質変換反応を行いうることを確認した。
さらに続いて、これら二つの系を無機ナノシート上に共存させることで、太陽光を有効に捕集し、かつ、物質変換を行いうる無機ナノシート型人工光合成系の構築を行った。
幾つかの分子性光触媒についての検討を行ったが、Ruを中心元素とするポルフィリンを分子性光触媒として用いることで、エネルギー蓄積型化合物である、エポキシ化合物を効率よく生成することに成功した。
これらの成果は、分子を超分子的に配列させ、まさに化学工場のように各機能性分子を並べて用いうることを示しており、さらに精緻な反応システムの構築が期待される。このシステムを発展させることで、太陽光全域の光をより効率的に利用した人工光合成システムの構築へとつなげて行きたい。
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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
(16 results)
