| 研究課題/領域番号 |
17K18013
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
物理化学
生体関連化学
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| 研究機関 | 東京大学 (2018-2022)
大阪市立大学 (2017) |
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研究代表者 |
野地 智康 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (40452205)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 光合成 / 人工光合成 / 水素発生 / ギ酸生成 / 多孔質ガラス板 / 光化学系I / ロドプシン / エネルギー移動 / 吸収波長制御 / 量子化学計算 / フィコビリソーム / 励起エネルギー移動 / 光捕集アンテナ / 多孔質 / ガラス / ギ酸 / 光水素発生 / 嫌気 / 再生可能 / 光触媒 / デバイス / 多孔体 / 生体材料 / 再生可能エネルギー |
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| 研究成果の概要 |
再生可能なエネルギー社会の実現のため、二酸化炭素や水素イオンを燃料源であるギ酸や水素に変換する人工光合成の開発が必要である。本研究では、数十nm の細孔を持つガラス板(多孔質ガラス板)の中に、光増感剤、電子伝達体、酵素からなる光反応系を導入することで、大気下においても、酸素の無いナノ空間を光で作り、二酸化炭素からギ酸を生成するデバイスの開発、機構解明、改善を行った。光捕集アンテナから光増感剤として有用な光化学系Iへのエネルギーが95%の効率で起こる事を報告した。タンパク質内の光吸収波長を制御するために、吸収波長が変化するバクテリオロドプシンの吸収波長が光反応で変化する機構を解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
再生可能で持続可能なエネルギー社会の実現のため、様々な触媒を利用した人工光合成が報告されている。しかし、大気下では酸素に反応を阻害される事が、大きな問題の一つである。純度の高い二酸化炭素や不活性化ガスで酸素を除くとコストが掛かり、人工光合成を実現できない。酸素大気下で運用できるシステムの開発が必要である。このような課題に対して、これまでに申請者は、数十nm の細孔を持つガラス板(多孔質ガラス板)の中に、光反応系を導入することで、「大気下においても、酸素の無いナノ空間を光で作り、二酸化炭素をギ酸に変化する」デバイスを開発した。本研究では、その機構解明と効率改善に関する研究を行った。
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