【日经BP社报道】

图：还原二氧化碳为一氧化碳的Ru-Re（钌-铼）超分子络化物光催化剂的模式图（图由石谷治教授提供）。

　　东京工业大学研究生院理工学研究科石谷治教授的研究小组，确认Ru-Re（钌-铼）超分子络化物能够作为利用太阳光把二氧化碳（CO₂）还原为一氧化碳（CO）的光催化剂。此次的开发重点在于巧妙地结合了二氧化碳还原能力优异的Re络化物和吸收太阳光中可视光波长光子（Photon）的Ru络化物（参照图）。

　　利用太阳光把二氧化碳还原为一氧化碳的光催化剂如果能够投入实际应用，“就能够像植物通过光合作用，从二氧化碳中合成淀粉和蔗糖等碳水化合物一样，为通过人工光合成将二氧化碳合成有用物质的实用化开辟道路”（石谷教授）。如果能够把二氧化碳能作为原料而加以有效利用的话，这在地球温室效应方面也将具有重要意义。

　　Ru络化物能够以0.21的量子效率（相对于一个光子的生成物比例）高效吸收太阳光中波长为500nm以上的可视光。而Re络化物是量子效率为0.59的把二氧化碳还原为一氧化碳的高性能光催化剂。石谷教授表示，目前Re络化物的量子效率“性能全球第一”。Re络化物作为还原二氧化碳的光催化剂使用时性能优异，但缺点是在太阳光可视光范围内的光吸收能力较差，而此次的独特之处在于，通过把Re络化物与可视光吸收能力较高的Ru络化物组合为超分子络化物后进行分子设计解决了这一问题。

　　石谷教授的研究小组在开发过程中着眼于下述反应：在与水共存的环境中，作为光催化剂的Re络化物也几乎没有把水（H₂O）分解成氢气（H₂）和氧气（O₂），而是选择性地将二氧化碳还原为一氧化碳。因此，该小组在与胺（Amine）等还原剂共存时，Re类络化物以0.59的量子效率高效还原二氧化碳的络化物分子设计方面取得了成功。但存在的问题是，在太阳光的主要成分——波长400～800nm的可视光范围内的光级数能力低，因此只能在450nm以下的紫外光范围内吸收光、以及络化物不稳定等。

　　因此，该小组着眼于作为增感剂使用时性能优异的Ru络化物，在Ru类络化物以0.21的量子效率有效吸收可视光范围内太阳光的分子设计方面取得了成功。最近，“还确立了把Ru络化物的量子效率提高至0.34的目标”（石谷教授），具体情况尚未公布。

　　超分子络化物以松缓的结合模式组合了光催化剂性能优异的Re络化物和增感剂性能优异的Ru络化物，其构成结构中含有很多候补超分子。把两种络化物单纯地结合的话，将导致Re络化物的光催化剂性能恶化。因此，石谷教授的研究小组仔细调查了连结Re络化物和Ru络化物的桥连配体后发现，性能优异的是非共轭类光催化剂而不是共轭类。该小组通过进行分子设计，改进了非共轭类的配体长度和Re络化物的结构等，开发出了非常实用的超分子络化物。石谷教授表示，下一个大的课题是“稳定超分子络化物的性质”。（记者：丸山正明）

转载自《技术在线》 

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