| 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 |
20H05102
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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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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
片岡 祐介 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (20725543)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 水素発生 / 人工光合成 / 金属錯体 / 光水素発生 / ハイブリッド触媒 / ロジウム錯体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では, 申請者らが開発した「均一系システムでは世界最高クラスの光水素発生を示す(超分子)ロジウム二核錯体・四核錯体を酸化チタンなどの酸化物半導体表面に化学修飾した超高効率な光水素発生に期待が持てる(超分子)ロジウム二核錯体/酸化物半導体融合型ハイブリッド触媒」を開発し, 不均一系光触媒および(光)カソード電極へと発展させる。さらには、量子化学計算を利用して上記のハイブリッド触媒の光水素発生機構を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
昨年度の研究において我々は、「優れた水素発生触媒として機能するロジウム二核錯体」を酸化チタン表面上に固定化したハイブリッド触媒の開発に成功した。同ハイブリッド触媒は、光増感剤の共存下、可視光照射に伴って優れた水素発生を行うことを明らかにしている。しかし、同ハイブリッド触媒のアンカー基にはカルボン酸を使用していた為、反応の進行に伴って、酸化チタン表面からロジウム二核錯体が徐々に脱離するという問題が生じた。その為、令和３年度の研究では、半導体表面からロジウム二核錯体が脱離しないハイブリッド触媒の開発を目指し、電解重合可能な有機配位子を有するロジウム二核錯体の開発を行い、それらの錯体を透明導電性ガラス基板(酸化インジウムスズ[ITO])に固定化する実験を試みた。 まず「ジチオフェンカルボン酸が配位したロジウム二核錯体の開発を行い、サイクリックボルタンメトリー法を使用して透明導電性ガラス基板(酸化インジウムスズ[ITO])上に配位高分子膜としてロジウム二核錯体を積層させることを試みた。その結果、ロジウム二核錯体の薄膜積層が確認できた一方で、その固定化量は極めて少量であった。この結果は、同ロジウム二核錯体の酸化反応がロジウム中心で主に実施されている事に由来する事がDFT計算の結果より推測された。次に我々は、ビニルビピリジンを配位子とするハーフパドルホイール型ロジウム二核錯体の合成を行い、同錯体をITO電極上に固定化する実験を試みた。同実験によって開発したハイブリッド触媒電極は、XAFSによる構造解析を現在実施している。これらのハイブリッド触媒電極は、酸の共存下、電気化学水素発生を行うことが確認できている。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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