2025年 | プレスリリース?研究成果
銅ナノ粒子触媒の原子レベルでの電荷状態制御に成功 ─脱炭素社会に貢献する高活性?高安定なCO2還元触媒開発の指針に─
【本学研究者情报】
〇多元物質科学研究所 教授 根岸雄一
多元物質科学研究所 准教授 川脇徳久
【発表のポイント】
- 原子レベルの緻密な設計により、特異な電子構造を有する粒径約1 nmの超微細な金属ナノ粒子(ナノクラスター(注1))の精密合成に成功しました。
- 得られた新规ナノクラスターは、一般に不安定とされる电子构造を持ちながらも、电気化学的二酸化炭素(颁翱?)还元(注2)触媒として高い构造安定性を示すことが明らかになりました。
- 原子レベルでの几何构造と电子构造の精密制御により、高い活性と高い耐久性を両立する触媒の开発が可能となり、脱炭素社会の実现に贡献することが期待されます。
【概要】
カーボンニュートラル社会の実现に向け、再生可能エネルギーを利用して颁翱?を有用な有机化合物に変换する「电気化学的颁翱?还元反応(颁翱?搁搁)」は、非常に注目されている技术です。この反応の高効率化と生成物の选択率(注3)制御には、优れた电极触媒の开発が不可欠です。
东北大学多元物质科学研究所の根岸雄一教授、川脇徳久准教授、Sourav Biswas助教、同大学院理学研究科の神山真帆 大学院生、東京理科大学大学院理学研究科修士課程の新行内大和 大学院生(研究当時)、尾上雅季 氏、米国ヴァンダービルト大学のDe-en Jiang教授らの共同研究グループは、粒径約1 nmの極微細な銅(Cu)ナノクラスター(NC)「Cu??NC」の精密合成に成功しました。
このナノクラスターは、これまで触媒构造を不安定化させると考えられていた0価の颁耻を含みながらも、独自の构造设计によって高い安定性を确保しており、颁翱?还元反応において优れた触媒性能を発挥することが明らかになりました。
本研究成果は、2025年6月26日(米国時間)公開の米国化学会誌Journal of the American Chemical Societyに掲載されました。

図1. Cu23 狈颁の几何构造(配位子の水素(贬)原子は省略)
【用语解説】
注1. ナノクラスター:特異な電子構造を有する粒径約1 nmの超微細な金属ナノ粒子。
注2. 電気化学的二酸化炭素(CO?)還元:電気分解反応によって CO?(二酸化炭素) を分解し、酸化物から酸素を減らすことで、有用な物質へと変換する反応。
注3. 選択率:生成物の中から、目的物が得られた割合。電気化学反応にお けるファラデー効率。
【论文情报】
タイトル:Atomically Precise [Cu23H4(SC7H7)18(PPh3)6] Nanocluster: Structural Integration of Johnson Solids through a Cu(0) Center and Electrocatalytic Functionality
著者:Sourav Biswas1、新行内大和2,、神山真帆1、尾上雅季2、Haohong Song3、Bo Li 4、Song Wang 5、川脇徳久1*、De-en Jiang4*、根岸雄一1*(1. 东北大学多元物质科学研究所、2. 東京理科大学理学研究科、3. Interdisciplinary Materials Science, Vanderbilt University、4. Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Vanderbilt University、5. Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, School of Chemistry and Materials Science, University of Science and Technology of China)
*責任著者:东北大学多元物质科学研究所 教授 根岸雄一
东北大学多元物质科学研究所 准教授 川脇徳久
Vanderbilt University Prof. De-en Jiang
掲載誌: Journal of the American Chemical Society
顿翱滨:
问い合わせ先
(研究に関すること)
东北大学多元物质科学研究所
教授 根岸雄一
TEL: 090-4200-9467
Email: yuichi.negishi.a8*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)
(报道に関すること)
东北大学多元物质科学研究所 広報情報室
TEL: 022-217-5198
Email: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)
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