| 研究課題/領域番号 |
16K05723
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機化学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
久米 晶子 広島大学, 理学研究科, 准教授 (30431894)
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| 研究協力者 |
前田 誠
土手 遥
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 銅電極 / 二酸化炭素還元 / CuAAC反応 / ポリマー / 金属銅 / 修飾電極 / CuAAC / 有機ポリマー / 有機薄膜 / CO2還元 / 選択性 / 銅 / カソード触媒 / 協働効果 / 多電子移動 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、金属銅表面に不溶性かつネットワーク状の有機構造と金属表面原子を共存した触媒空間を、電気化学的手法を用いて構築する方法を開発した。本方法を用いて調製した銅電極を用いて、二酸化炭素の電解還元を行うと、従来のキャスト法による有機物修飾では修飾によって還元効率が下がるのに対し、水素に対する二酸化炭素の還元効率が上昇することが分かった。また、この方法は様々な有機構造を銅表面に導入することができ、異なる構造を導入するとメタンとエチレンの発生比率が逆転する電極触媒を作成することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属はこれまで広く触媒として用いられ、ナノ粒子などの発展が著しい。また錯体触媒のように、単一の金属原子あるいはイオンを有機物構造に精密に取り込むことで、高活性、あるいは選択性の高い反応空間を構築するという方法も非常に成功を収めている。しかし、構造に柔軟性の高い金属表面と有機物の組み合わせによって反応空間を構築する方法はまだ未発展の分野である。本研究の成果は、有機物と金属表面を近接するが吸着しないストレスのある反応場を構築すれば高活性を発現しうること、また多様性とともに精密設計の可能な有機物を選択して金属表面に配置することでその触媒活性をチューニングできることを示している。
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