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Electrocatalytic Reductive Functionalization of Carbon Dioxide

研究課題

研究課題/領域番号 19K15671
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

Li Yamei  東京工業大学, 地球生命研究所, 特任准教授 (10745128)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードAsteroid Ryugu / Carbonaceous chondrite / Amino acid / Electrochemistry / Mineral catalysis / Aqueous alteration / Amino acid decomposition / Solar System evolution / Astrobiology / Geo-electrochemistry / Amino acids / Alteration / Carbonaceous chondrites / CO2 fixation / electroreduction of CO2 / bio-inspired catalysis / Carbon dioxide reduction / Bio-inspired catalysis / Electrocatalysis / Energy conversion / Thiamin pyrophosphate / Carbon Dioxide Reduction / Green Energy / Energy Conversion
研究開始時の研究の概要

For CO2 utilization, a new reaction system is proposed by introducing the functionalization reagents into the electrochemical cell during CO2 reduction. This multicomponent electrocatalytic system is expected to open a new horizon for the synthesis of C-N bond-bearing compounds. Regulation of proton-coupled electron transfer will be utilized as the main strategy for controlling the reaction selectivity. Electrochemical spectroscopies will be performed for elucidating the molecular mechanism, which serves as a guide for catalyst screening and reaction condition optimization.

研究成果の概要

炭素質コンドライトの有機進化は、初期の太陽系天体で起こった進化の歴史に関する重要な手がかりを与えます。 我々は以下のことを明らかにしました: 1)水性変化によるタンパク質構成アミノ酸の分解影響。2)各種炭素質コンドライト母体のアミノ酸分布の不均一性の起源。
これらの結果は、生命の起源に対する隕石の貢献と、宇宙での生命の構成要素の探索を導く上で重要な意味を持っています。 この結果は、査読済みの 2 つの論文 (Nat. Comm.、2022 年および Sci. Adv.、2023 年) に掲載され、いくつかの国内および国際会議で報告されました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Origin of life's building blocks is key to understand the origin of life (OOL). This research proposed a new model based on the non-equilibrium thermodynamics, which brings new insights into the organic chemical evolution on the Solar System small bodies and meteorites' contribution to OOL.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Aqueous breakdown of aspartate and glutamate to n-ω-amino acids on the parent bodies of carbonaceous chondrites and asteroid Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Li Yamei、Kurokawa Hiroyuki、Sekine Yasuhito、Kebukawa Yoko、Nakano Yuko、Kitadai Norio、Zhang Naizhong、Zang Xiaofeng、Ueno Yuichiro、Fujimori Gen、Nakamura Ryuhei、Fujishima Kosuke、Isa Junko
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 50 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1126/sciadv.adh7845

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Geoelectrochemistry-driven alteration of amino acids to derivative organics in carbonaceous chondrite parent bodies2022

    • 著者名/発表者名
      Li Yamei、Kitadai Norio、Sekine Yasuhito、Kurokawa Hiroyuki、Nakano Yuko、Johnson-Finn Kristin
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32596-3

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Minerals as Prebiotic Catalysts for Chemical Evolution towards the Origin of Life2022

    • 著者名/発表者名
      Li Y.
    • 雑誌名

      Intechopen

      巻: - ページ: 1-18

    • DOI

      10.5772/intechopen.102389

    • ISBN
      9781803554655, 9781803554662
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The origin of Earth’s mantle nitrogen: primordial or early biogeochemical cycling?2022

    • 著者名/発表者名
      H. Kurokawa, M. Laneuville, Y. Li, N. Zhang, Y. Fujii, H. Sakuraba, C. Houser, H. J. Cleaves II
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 1 号: 5

    • DOI

      10.1029/2021gc010295

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Role of mineral catalysis on the molecular evolution of Solar System bodies2023

    • 著者名/発表者名
      Yamei LI
    • 学会等名
      11th ELSI International Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Geo-electrochemistry drove chemical evolution in water/rock interacted environments on Earth and icy planetesimals2022

    • 著者名/発表者名
      Yamei LI
    • 学会等名
      21st International Sedimentological Congress
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geoelectrochemistry-driven alteration of amino acids to derivative organics in carbonaceous chondrite parent bodies2022

    • 著者名/発表者名
      Yamei LI
    • 学会等名
      AbSciCon meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geo-electrochemistry drove chemical evolution in water/rock interacted environments on Earth and icy planetesimals2022

    • 著者名/発表者名
      Yamei LI
    • 学会等名
      The 45th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] molecular descriptors of aqueous alteration-induced organic decomposition in parent body of carbonaceous chondrites and Ryugu asteroid2022

    • 著者名/発表者名
      Yamei LI
    • 学会等名
      Hayabusa 2022 Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Linking geochemistry to biochemistry: enzyme-mimetic catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Li Yamei
    • 学会等名
      CAS-JSPS BILATERAL SEMINAR
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Geo-electrocatalysis drove organic conversions for chemical evolution on Earth and icy planetesimals2021

    • 著者名/発表者名
      Li Yamei
    • 学会等名
      2021 International Society for the Study of the Origins of Life Virtual Meeting Program
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Geo-electrochemical Alteration of Amino Acids Reproduces Soluble Organics in Carbonaceous Chondrites2021

    • 著者名/発表者名
      Li Yamei
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Thiazolidine-facilitated CO2 fixation2020

    • 著者名/発表者名
      Yamei LI
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] Mineralogy2022

    • 著者名/発表者名
      Yamei LI
    • 総ページ数
      266
    • 出版者
      Intech Open
    • ISBN
      9781803554662
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.elsi.jp/en/news_events/highlights/2023/amino_acid_crisis/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Research highlight

    • URL

      https://www.elsi.jp/en/news_events/highlights/2022/chemical_evolution_early_solar_system/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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