銅マンガン錯体光触媒で二酸化炭素を高効率に還元

東京工業大学 理学院 化学系の竹田浩之特任助教、加美山紘子大学院生（当時）、関根あき子助教、石谷治教授らは、産業技術総合研究所の小池和英主任研究員らと共同で、銅錯体とマンガン錯体から成る光触媒^[用語1]に可視光を照射すると二酸化炭素（CO₂）が、一酸化炭素（CO）^[用語2]やギ酸（HCOOH）^[用語3]に効率良く還元されることを発見した。この効率と耐久性（量子収率 ^[用語4]57%、ターンオーバー数^[用語5]1,300回以上）は、これまで知られていた、ありふれた金属すなわち卑金属^[用語6]を用いた光触媒の性能を大きく凌ぎ、ルテニウムやレニウムといった貴金属^[用語7]や稀少金属を用いた高効率金属錯体^[用語8]と同等もしくはそれ以上であった。

現在、地球温暖化対策として、温室効果ガスであるCO₂を還元資源化する技術が求められている。これまで高効率CO₂還元光触媒には、貴金属や稀少金属が用いられていたため、光触媒を使ったCO₂の大規模な還元による資源化の足かせとなっていた。今回、従来の高効率光触媒と比較して勝るとも劣らない特性を持った新たな光触媒系を銅とマンガンの錯体だけで作製することに成功した。地球温暖化対策としての人工光合成システムの大規模化への道を拓くことができた。

研究成果は2018年11月27日（現地時間） 、米国化学会誌「Journal of the American Chemical Society」に掲載された。

なお本研究は、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（CREST）における研究課題「太陽光の化学エネルギーへの変換を可能にする分子技術の確立」（課題番号：JPMJCR13L1、研究代表者：石谷治）の一環として行われた。

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