| 研究課題/領域番号 |
20H02775
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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 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
鳥屋尾 隆 北海道大学, 触媒科学研究所, 助教 (80775388)
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 不均一系触媒 / CO2 / 水素化 / in situ/operando分光 / 二酸化炭素 / 計算科学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脱石油資源、CO2排出抑制の観点から、再生可能炭素資源からの物質合成が求められているが、CO2やバイオマス等の非化石炭素資源は高酸化状態にあるため、その実現には酸化とは逆の還元反応の触媒技術が必要である。本研究では、二酸化炭素(CO2)と安価な分子(H2、NH3、オレフィン等)との一段階反応により高付加価値な化学品合成を可能にする固体触媒を開発する。
研究開発には、DFT等の理論計算手法や機械学習等の情報科学的手法も積極的に取り入れていく。開発した新規触媒を単なる1成功例に終わらせることなく、その高性能要因を抽出し一般化することで、さらなる高活性触媒開発の礎とする。触媒開発の新たな方法論を提案、実証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、不均一系触媒を用いて、二酸化炭素を原料とする高難度分子変換反応を開発した。具体的には、新規な不均一系触媒を合成し、それを用いて有機化合物の合成反応を行った。環境負荷の低い、エネルギー効率の高い反応条件を確立することができた。今後、本研究成果を応用し、より広範囲な化合物の合成に向けて研究を進めていく予定である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は、新規な不均一系触媒を合成し、二酸化炭素を原料とする高難度分子変換反応を確立したことである。社会的意義としては、環境保全に大きく貢献することが期待される。二酸化炭素は温室効果ガスの一種であり、大気中の濃度上昇が地球温暖化の原因とされている。本研究成果を応用することで、二酸化炭素を原料とするエネルギー効率の高い反応を利用することができ、環境負荷を大幅に低減することが期待される。また、有機化合物の合成においても、従来法に比べて省エネ・省資源となるため、持続可能な社会の実現に向けた技術開発に繋がると考えられる。
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