| 研究課題/領域番号 |
20K05592
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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 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
日隈 聡士 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70714012)
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| 研究分担者 |
武市 泰男 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (40636461)
岩佐 豪 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80596685)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020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 | 窒素 / 触媒 / 反応 / 固定 / 活性化 / 固体触媒 / 窒素固定 / 活性サイト / 化学製品 / ルテニウム / 窒素循環 / 触媒反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化学製品製造において触媒は不可欠であり、固体触媒を用いる不均一系反応は化成品の連続生産と触媒の回収・再利用が可能であるため『低環境負荷』である。しかし、固体触媒の反応は分子触媒を用いる均一系反応に比べ、安定(不活性)で表面エネルギーが低い。本研究では、固体材料の表面エネルギーを極限まで高めた『原子シート(Atom Sheet)』を触媒に用いて、『空気中の窒素(N2)から有価物(有機アミン、アミノ酸等)の製造』に挑戦する。表面しか存在しない厚さ1原子の『Atom Sheet』により、不均一・均一系反応のそれぞれの長所である連続生産・触媒回収と高活性化の両立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
化学製品製造において触媒は不可欠であり、固体触媒を用いる不均一系反応は化成品の連続生産と触媒の回収・再利用が可能であるため『低環境負荷』である。しかし、固体触媒の反応は分子触媒を用いる均一系反応に比べ、安定(不活性)で表面エネルギーが低い。本研究では、固体材料の表面エネルギーを極限まで高めた触媒を用いて、『窒素(N2)から有価物(有機アミン、アミノ酸等)の製造』に挑戦した。本研究によってN2から有価物を製造できれば、『夢の窒素循環技術』になった。さらに『低環境負荷』で製造可能にし、人類の健康と福祉を推進する『持続可能な開発目標(SDGs)』に貢献する技術になった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、固体触媒により『低環境負荷』でN2を活性化して有価物を製造する『新たなN2循環技術を開発』することを目的とする。これまで分子触媒については、N2活性化の報告例は多いが、いずれも『NH3合成』を目的としている[Eur. J. Inorg. Chem., 1337, 2018.等]。一方、固体触媒については、Feや担持Ru触媒によるN2からのNH3合成の研究報告例がある[Nat. Chem. 4, 934, 2012等]。しかし、特殊反応場を活用した『N2活性化』と『有価物合成』の報告例は世界にないため、本研究は独自性・創造性を有する。
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