| 研究課題/領域番号 |
19K05675
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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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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
白上 努 宮崎大学, 工学部, 教授 (60235744)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 人工光合成 / 典型元素ポルフィリン錯体 / 水の酸化反応 / 過酸化水素 / 典型元素ポルフィリン / 光触媒 / 一重項酸素 / N-混乱ポルフィリン / 水の光酸化反応 / 水の光酸化 / ポルフィリン / 典型元素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換の観点から、軸配位水酸基を有するゲルマニウムポルフィリン錯体(Getpp)を光触媒に用いた水分子を電子源とする過酸化水素への二電子酸化反応系の構築に成功している。
本研究では、反応条件の最適化、駆動波長の広領域化のための研究計画を実施することで、水の酸化側での過酸化水素の生成効率の向上を目指すと同時に、還元側での水素発生系を構築するための研究計画も行うことで、水分子から過酸化水素と水素を同時に生産できる可視光による物質変換システムの構築を図る。
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| 研究成果の概要 |
人工光合成研究において、「いかにして可視光によって水分子を電子源として組み込んだ物質変換系を構築するのか」という課題に対して、元素戦略の観点から汎用性の高いリン原子に着目し、リンポルフィリン錯体を光触媒として利用することで、水分子を酸化して高エネルギー物質である過酸化水素の生産が可能であることを明らかにした。また、Ge, P, Snを中心とするポルフィリン錯体の様々な光化学挙動を明らかにすすることで、「典型元素ポルフィリン錯体」の新たな有用性も見いだすことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
可視光のような低エネルギー光にて、水分子を過酸化水素のような有用物質へ変換することができる技術は、再生エネルギー利活用の観点から重要である。本研究では、元素戦略の観点からゲルマニウムの代わりに汎用性の高いリンを導入したポルフィリン錯体においても、水の二電子酸化反応が進行することを明らかにした。また、典型元素を利用して可視光にて水分子を活性化する方法を提案できた点は学術的に意義深いと考えられる。加えて、本研究の成果は、グリーントランスフォーメーション(GX)への社会的貢献が可能である。
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