【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NI0806
利用課題名 / Title
Ni(N2P)2錯体の構造と電気化学的水素生成挙動に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学 / Nagoya Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,X線回折/ X-ray diffraction,分離・精製技術/ Separation/purification technology,資源循環技術/ Resource circulation technology,X線回折/ X-ray diffraction,資源代替技術/ Resource alternative technology,分離・精製技術/ Separation/purification technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
三宅 秀典
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小澤智宏,猪股智彦,増田秀樹
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
小澤智宏
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
水素は燃焼時に水を生じるのみであり、環境に非常にやさしく化石燃料に変わるエネルギー材料として注目されている。しかしながら現状において、水素は水蒸気改質法による化石燃料の消費により生成されており、環境にやさしいとは言えない。一方で太陽光や風力といった自然発電可能な技術を通じて水の電気分解による水素生成は環境に与える負荷は非常に小さい。本研究では電気分解による水素生成に資する低環境型触媒を構築することを目的としている。ニッケルは天然酵素ヒドロゲナーゼ活性中心に存在する金属イオンであり、常温常圧でプロトンを２電子還元できることに加え、これまで高効率であることが知られている白金に比べて安価で豊富な資源であることから、ニッケルベースの金属錯体を触媒として開発することにした。
実験 / Experimental
活性種であると考えられるニッケルの低原子価状態が配位数が減少した際に、脱配位したルイス塩基が水素生成を促進可能であるような配位子(NPN型配位子）を設計・合成した。また、常温・嫌気条件下で塩化ニッケル(II)とNPN配位子を反応させた。
結果と考察 / Results and Discussion
実験項にて合成したNi (II)錯体は、元素分析においてNi(II)イオンに対して２分子のNPN配位子が配位した組成で一致した。そこで1H-NMRスペクトルを測定したところ、プロトンシグナルの常時性シフトが観測された。また紫外可視吸収スペクトルでは、近紫外線領域において非常に強度が小さい吸収帯が観測されたことから、生成したNi(II)錯体はNPN配位子がビス型に配位子たNi(II)錯体であることが示唆された。これをアセトニトリル/ジエチルエーテル系で再結晶を試みたところ、単結晶と思われる微小結晶が得られたので、単結晶X線構造解析（今回の利用装置）を試みた。一辺が0.1mm程度の大きさの結晶を金属キャピラリー上にマウントし、Moを線源としたX線を照射して解析を実施した。結晶系を決定するために予備実験を行ったが残念ながら反射点が非常に少なく、本測定に至らなかった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 三宅秀典・和佐田祐子・猪股智彦・小澤 智宏・増田 秀樹, "プロトン捕捉部位を有するNi(II)錯体による電気化学的水素生成反応" 日本化学会第104春季年会, 2024.3.17 口頭発表
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件