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炭素系複合材料を用いた光合成型物質変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05760
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関名城大学

研究代表者

永田 央  名城大学, 理工学部, 教授 (40231485)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード二酸化炭素 / 電解還元 / 炭素電極 / ポルフィリン / サロフェン / 金属錯体 / 炭素系材料 / ポリピロール / 半導体高分子 / 二酸化炭素還元 / 酸素発生 / 電気化学 / 人工光合成
研究成果の概要

炭素電極材料であるカーボンペーパー上で、金属を含む有機化合物を触媒とする二酸化炭素の還元反応を行なった。ポルフィリンの亜鉛錯体・銅錯体をカーボンペーパー上に担持して電気化学還元を行なったところ、電子不足のポルフィリンを用いた場合に二酸化炭素の還元による電流の増加が確認できた。一方、サロフェンのニッケル錯体・銅錯体を用いて二酸化炭素の電気化学還元を行ったところ、銅錯体について二酸化炭素の還元が起きていることが確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属ポルフィリンを担持した電極上での二酸化炭素の電気化学還元は、近年興味深い結果が報告されているが、ポルフィリンの構造と還元反応の相関性については、まだ明らかになっていない。本研究の成果は、電子不足のポルフィリンを用いた場合の結果として、一石を投じるものである。サロフェン錯体については、可溶性の錯体を用いた二酸化炭素の電気化学還元についての報告例はまだ希少であり、有用な成果であると言える。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Building a Low-cost Standalone Electrochemical Instrument Based on a Credit Card-sized Computer2018

    • 著者名/発表者名
      Toshi Nagata, Kentaro Suzuki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 10 ページ: 1213-1216

    • DOI

      10.2116/analsci.18A002

    • NAID

      130007496911

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2018-10-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoreduction of Quinones by Thiols Sensitized by Phthalocyanines2017

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yusa, Toshi Nagata
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences

      巻: 16 号: 7 ページ: 1043-1048

    • DOI

      10.1039/c7pp00115k

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and electrochemical behavior of a novel tripyridylmethane ligand with a Lewis base at the 6-positions and its metal complexes.2020

    • 著者名/発表者名
      Madoka Kanazawa and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photoreaction of Carbon Dioxide with Aryl Halides Using Various Photosensitizers and Reductants2020

    • 著者名/発表者名
      Takuma Nishizawa and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photoreaction at the liquid/liquid interface with an amphiphilic porphyrin sensitizer2020

    • 著者名/発表者名
      Hinako Shima and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical reduction of carbon dioxide using Cu salophen as an electrocatalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Awazu and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Carbon Electrodes Modified with Two Metal Porphyrins and Electrochemical Reduction of CO2 Using the Electrodes2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Asai and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of reducing agents in the photoreaction of carbon dioxide and aromatic bromides2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Nishizawa and Toshi Nagata
    • 学会等名
      第36回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Porphyrin-modified ITO/PEN Film Electrode for Photoelectrochemical Redox Flow Battery2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Suzuki, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of Amphiphilic Polyterphenyleneethnylene and Its Combination with Oxygen Evolving Catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ushida, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of a Novel Tridentate Ligand with a Pyrazole Moiety and Its Zinc Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Shoya Ito, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of amphiphilic polypyrroles containing carboxylate groups and their composite with oxygen evolution catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Konno, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of novel dinuclear cobalt complexes of [2+2] macrocyclic ligands with a bis(imino)pyridine moiety2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Shibata, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of new Nitrogen/Boron frustrated Lewis pair with a triarylbenzene framework2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nakajo, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of polyphenyleneethynylene containing hydrophobic groups and carboxylate groups and its conbination with an oxygen evoling catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ushida, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学三田キャンパス(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of polypyrrole containing hydrophobic and carboxylate groups and its composite with oxygen evolution catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Konno, Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学三田キャンパス(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 名城大学理工学部応用化学科永田研究室

    • URL

      http://www2.meijo-u.ac.jp/~tnagata/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-10-24   更新日: 2021-02-19  

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