| 研究領域 | 光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05171
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
酒井 健 九州大学, 理学研究院, 教授 (30235105)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 太陽光水分解 / 分子性触媒 / 光増感剤 / 光電気化学 / 水分解 / 光電気化学セル / 錯体触媒 / 錯体色素 / 起電力 / フェルミ準位 / 分子性色素 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度は、ノンバイアスでの光化学的な水の完全分解を駆動する分子性光電気化学セルの開発に向けた第一歩として、電気化学的な水の完全分解(水を2:1のモル比で水素と酸素に分解する反応)を駆動する分子性電気化学セルの開発に取り組んだ。白金ポルフィリン水素生成触媒を修飾したTiO2電極(FTO/TiO2/PtP-py電極)をアノード、コバルトポルフィリン酸素生成触媒を修飾したTiO2電極(FTO/TiO2/CoP-py電極)をカソードとして用いた分子性電気化学セルにおいて、両極間に2.2 Vの電圧を印加すると、水の完全分解が効率良く進行し、そのファラデー効率は非常に高いことが明らかとなった。本分子性電気化学セルは、分子性触媒修飾電極を用いて水の完全分解に成功した初めて例であり、本研究課題の目的達成に向けた重要な成果となっている。
今年度は、水からの光化学的酸素生成触媒機能を示す酸素生成フォトアノードの開発に取り組んだ。酸素生成フォトアノードに用いる各種錯体色素、および錯体触媒の合成を行い、これらを共吸着させたTiO2電極(酸素生成フォトアノード)の作製を試みた。様々な吸着方法を検討した結果、錯体色素と錯体触媒をTiO2電極に逐次的に吸着させることによって、酸素生成フォトアノードを作製できることが明らかとなった。作製した酸素生成フォトアノードの電気化学特性を詳細に検討したところ、期待通り、可視光照射下において水からの酸素生成触媒反応を駆動可能であることが明らかとなった。今年度は、COVID-19による数ヶ月間の大学閉鎖の影響によって、本酸素生成フォトアノードを用いた分子性光電気化学セルによる水の完全分解反応に関する検討を行なうことはできなかったが、本研究課題の目的達成に向けて重要な成果をあげることが出来たと言える。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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