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2019 年度 実績報告書

化学反応コンデンサ ~概念確立に向けた研究~

研究課題

研究課題/領域番号 17K19173
研究機関新潟大学

研究代表者

由井 樹人  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50362281)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード化学反応コンデンサ / 層状化合物 / レニウム錯体
研究実績の概要

電気回路にはコンデンサと呼ばれる回路が組み込まれており、電圧の安定化・ノイズ除去・電気信号の取り出しといった電気回路において重要な役割を担ってい る。コンデンサの役割を化学反応で再現できれば、化学反応においても収率向上・生成物選択性向上などの精密制御が可能性となる。しかし、このようなコンセ プトで化学反応を能動的に制御する試みはない。研究代表者らは、層状酸化物半導体(LMOSs)の積層体中においてラジカルなどの従来不安定な化学種が、溶液 と比べ著しく安定に存在することを見出している。また、安定化された化学種に対して気体状の反応試薬を導入すると、ラジカルの消失が確認された。このよう なラジカル種の安定化挙動は、電気回路におけるコンデンサの蓄電・放電挙動に類似していると考えられ、コンデンサの役割を化学反応に適応・再現する「化学 反応コンデンサ」という着想に至った。本研究では、レニウムジイミン錯体(Re錯体)による二酸化炭素の光還元を中心とする様々な反応系を用いて、LMOSs層 間での光ラジカル生成およびLMOSs層間での安定化挙動などを仔細に調査した。LMOSs層間に導入可能なカチオン性レニウム錯体の合成に成功した。合成したレニウム錯体は、LMOSsに導入困難であったが、ピラー状物質と共存させることで、層間導入に成功した。さらに、光照射に伴い、レニウム錯体の還元種が認められ、酸素の導入により還元種の消失が認められたことから、化学反応コンデンサのプロトタイプ作成に成功した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] An Artificial Z-Scheme Constructed from Dye-Sensitized Metal Oxide Nanosheets for Visible Light-Driven Overall Water Splitting2020

    • 著者名/発表者名
      Oshima Takayoshi、Nishioka Shunta、Kikuchi Yuka、Hirai Shota、Yanagisawa Kei-ichi、Eguchi Miharu、Miseki Yugo、Yokoi Toshiyuki、Yui Tatsuto、Kimoto Koji、Sayama Kazuhiro、Ishitani Osamu、Mallouk Thomas E.、Maeda Kazuhiko
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 ページ: 8412~8420

    • DOI

      https://doi.org/10.1021/jacs.0c02053

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 二次元層空間を用いた金属ナノ粒子の合成2020

    • 著者名/発表者名
      由井樹人・斎藤翔太・池田隼人
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 71 ページ: 24-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 粘土および類縁体を用いたナノ粒子の合成と機能2019

    • 著者名/発表者名
      宮川 雅矢、石田 玉青、藤村 卓也、由井 樹人、吉岡 大輔
    • 雑誌名

      粘土科学

      巻: 58 ページ: 26~37

    • DOI

      10.11362/jcssjnendokagaku.58.1_26

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile and sustainable fabrication of transparent mesoporous IrOx films formed by nanoparticle assembly for efficient electrocatalytic water oxidation2019

    • 著者名/発表者名
      Chandra Debraj、Sato Tsubasa、Abe Naoto、Saito Kenji、Yui Tatsuto、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      Sustainable Energy & Fuels

      巻: 3 ページ: 3489~3497

    • DOI

      DOI: 10.1039/c9se00731h

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Critical Hammett Electron-Donating Ability of Substituent Groups for Efficient Water Oxidation Catalysis by Mononuclear Ruthenium Aquo Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Watabe Shunsuke、Tanahashi Yuki、Hirahara Masanari、Yamazaki Hirosato、Takahashi Kosuke、Mohamed Eman A.、Tsubonouchi Yuta、Zahran Zaki N.、Saito Kenji、Yui Tatsuto、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 ページ: 12716~12723

    • DOI

      doi: 10.1021/acs.inorgchem.9b01623

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 無機ポリイオンを利用した金属ナノ粒子の合成と近赤外応答2019

    • 著者名/発表者名
      由井樹人
    • 学会等名
      第68回高分子討論会(招待講演)
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状半導体/銀ナノ粒子複合膜の可視光触媒活性2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤翔太・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
  • [学会発表] LDH/アニオン性ポルフィリン積層膜の作成と光機能2019

    • 著者名/発表者名
      田中愛結、由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
  • [学会発表] 低分子材料を用いた層状半導体の積層薄膜化2019

    • 著者名/発表者名
      田中雄大・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
  • [学会発表] カチオン性Pdポルフィリンのclayとの複合化及び特異的な光物性2019

    • 著者名/発表者名
      上原真澄・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
  • [学会発表] Unique Photofunctions of Metal Nanoparticle / Layered Semiconductor Hybrids2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuto YUI
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019(国際学会)
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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