| 研究課題/領域番号 |
20H02752
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
増田 秀樹 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50209441)
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| 研究分担者 |
梶田 裕二 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60397495)
小澤 智宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70270999)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 生物無機化学 / 触媒化学 / 錯体化学 / 酸素活性化触媒 / 窒素固定 / 炭酸ガス固定 / 水素生成触媒 / イオン液体修飾電極 / 酸素活性化 / バイオリアクター / ナノ空間反応場 / イオン液体 / 水素生成 / 窒素活性化 / 窒素固定化 / 炭酸ガス固定化 / 電気化学的触媒反応 / 生物機能模倣 / 水素活性化 / 炭酸ガス活性化 / 物質・エネルギー変換 / イオン液体反応場 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体系において物質・エネルギー変換に関わる高機能な金属酵素等の活性中心構造を規範とし，金属周辺の第一配位圏および第二配位圏の階層構造を精密に設計し，それら反応活性種および多重相互作用空間を構築する。生体反応場と類似の環境を提供するイオン液体を用いたナノ技術との融合により，酸素活性化、窒素固定、炭酸ガス固定等を高効率に触媒する物質・エネルギー変換デバイスを創製する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、生体系の物質・エネルギー変換に関与する金属酵素の活性中心周辺の第一配位圏を模倣した金属錯体を合成し、第二配位圏として多重相互作用反応場を導入して基質を誘導・安定化する生体模倣金属錯体を構築することであった。具体的には、（1）Co錯体の酸素活性化状態の確認、（2）ニトロゲナーゼに存在するVを含むV錯体の合成とその窒素固定、（3）Cu電極を用いたCO2からエチレンやエタノールなどの有用物質への変換、（4）Ni錯体を用いた水素製造触媒の開発、（5）数種のイオン液体修飾電極とそれへの触媒の担持などの検討を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
コバルト錯体による酸素活性化の機構、窒素固定化におけるバナジウムの役割、銅電極による炭酸ガス固定の機構、ニッケル錯体による水素生成の機構解明、イオン液体修飾電極の創製と触媒反応への応用が遂行できた。これらの知見、特に反応機構の解明は触媒開発の基盤となるものであり、インパクトファクターの高い幾つかの論文として報告し、学術的意義は大きく、またそれらの触媒開発へも大きく貢献すると考えられ、社会的意義は多大であると考えている。
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