| 研究領域 | ハイドロジェノミクス：高次水素機能による革新的材料・デバイス・反応プロセスの創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05516
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
森 初果 東京大学, 物性研究所, 教授 (00334342)
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| 研究分担者 |
小林 玄器 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (30609847)
樋口 芳樹 兵庫県立大学, 理学研究科, 特任教授 (90183574)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| キーワード | 水素 / ハイドロジェノミクス / 高次水素機能 / 水素と電子のカップリング / 外場応答スイッチング / ヒドリド伝導 / ヒドロゲナーゼ / 水素ー電子統一相図 |
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| 研究実績の概要 |
本計画研究では、水素が「高速移動し、電子とカップリング（協奏）する機能」を高めるための高速移動化およびカップリング技術を創出し、他の水素機能との 融合することで従来にはない新発想デバイス設計を確立するとともに、物質系を越えた統一的な水素と電子のカップリングの学理を構築することを目的としている。目的達成のために研究ステージを3つに分割して遂行している。ステージIとして、「高速移動機能、および水素―電子カップリング機能」の高度化および制御を行い、ステージIIとして、その機能と他の水素機能との融合による高次水素機能の誘起をし、ステージIIIとして、領域全体での連携による新発想デバイスの創製およびその背後にある学理構築を目指している。
本年度は、ステージⅡおよびⅢとして、有機系材料では、新たなプロトン互変異性を概念とする無水純有機超プロトン伝導体を見出し、そのプロトン伝導機構について、第一原理計算と固体NMR測定により、その機構を明らかにした。また、領域内連携で水素ー電子カップリング系自己集積型有機分子2層膜におけるプロトンスイッチングデバイスの開発に成功した。無機系材料では、ペロブスカイト型酸水素化物BaTiO3-xHxのメカノケミカル合成と電極特性を明らかにし、H-電気化学デバイスの開発を推進した。生体系材料においては、[NiFe]-ヒドロゲナーゼ酸化型の中性子／X線結晶構造解析を行い、そのヒドロゲナーゼ触媒の機構を明らかにした。さらに、観測された現象を水素―電子カップリングの観点から物質系を越えて整理し、その総合的な知見を利用して新発想デバイスを視野に入れた学理の構築を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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