| 研究課題/領域番号 |
22K14769
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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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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中田 明伸 京都大学, 工学研究科, 講師 (20845531)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 光触媒 / 人工光合成 / 光電子移動 / 金属錯体 / 半導体 / 光誘起電子移動 / 電子伝達 / Z-スキーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、有用生成物を得る還元反応と水の酸化反応を相分離したそれぞれ異なる溶媒相で進行させることで反応場を分離した新しい光触媒システムを構築し、水を電子源とした人工光合成反応を高効率化することを目的とする。相間移動に共役した光電子伝達の学理を確立することで、有用な還元反応(H2製造およびCO2還元固定化など)を伴う光エネルギー変換反応の高効率化に幅広く適用できるプラットホームを構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、有用生成物を得る還元反応と水の酸化反応を相分離したそれぞれ異なる溶媒で進行させることで反応場を分離した新しい光触媒システムを構築し、 水を電子源とした人工光合成反応を高効率化することを目的とした。相間移動型電子メディエーターを用いた有機相における還元的カップリング反応、および水相にお ける光触媒的水の酸化反応を実証した。適切な光触媒を用いることで、還元反応では電子を供与したメディエーターが水相へ移動し水の酸化に必要な電子受容を行い、再び有機相へと移動する相間移動型電子メディエーターとして機能することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した光触媒システムは、反応溶液の相分離を利用して酸化と還元反応の反応場を分離することで選択的な光電子伝達経路を与える「仕組み」を与えるものである。今後、本システムのさらなる改良により、電極や導線を必要としない水を電子源とした様々な分子変換反応の実現に向けた光触媒システムの提案に結びつくものと期待される。
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