| 研究課題/領域番号 |
19K15614
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 一般財団法人電力中央研究所 |
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研究代表者 |
亘理 龍 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (00638009)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021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)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 二酸化炭素 / 水素化反応 / 銅錯体 / 銅ナノ粒子 / アミジン配位子 / アミジン修飾ポリマー / アミジン含有ポリマー / アミジン / メタノール / 銅触媒 / カルボン酸誘導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脱化石資源に資する二酸化炭素の大規模な資源化手法として、二酸化炭素と水素との化学反応によるメタノール合成が注目されている。本反応は触媒の存在により進行し、既存の触媒では250 ℃程度の高温条件が必要である。そのため、より温和な条件で機能する触媒の獲得は重要な課題である。本研究では、研究代表者が見いだしてきたアミジン類のDBUと銅によって発現する触媒機能の知見を基盤として、メタノール合成に資する新規アミジン―銅触媒を開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、将来的な二酸化炭素の水素化反応によるメタノール合成の低温化を目指し、集積されたアミジン構造を利用した新規アミジン―銅触媒の開発を目的とする均一系・不均一系の両面から触媒設計を推進した。多座アミジン配位子やアミジン修飾ポリマー担体をもつ新規銅触媒の開発に成功し、二酸化炭素の水素化反応によるギ酸塩合成の活性比較をとおして比較的低温の100℃の条件で高い触媒活性をもたらすことを見いだした。集積されたアミジン構造の高い電子供与能と銅への配位能を利用した触媒設計の妥当性を裏付け、特に、不均一系触媒設計において、従来の銅系固体触媒とは本質的に異なるナノ粒子構造を有することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の不均一系銅系固体触媒を用いた二酸化炭素の水素化反応によるメタノール合成では、250℃程度の高温条件が必要であり、熱力学的な制約による低収率・低選択性を伴うため反応の低温化が望まれている。本研究成果は、主としてギ酸塩合成に関する成果であるが、集積されたアミジン構造を利用することで、不均一系銅ナノ粒子触媒を用いた100℃の条件における二酸化炭素の水素化反応を達成した。また、アミジン―銅を基本骨格とする新規な水素化触媒の設計指針を確立し、従来の銅系固体触媒とは本質的に異なる触媒を開発した。将来的な研究成果の波及により、既存の高温を要する触媒技術からの脱却が期待される。
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