2025/04/17 更新

お知らせ

 

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ヤマウチ コウセイ
山内 幸正
YAMAUCHI KOSEI
所属
高等研究院 准教授
カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所 物質変換科学ユニット(併任)
理学部 化学科(併任)
理学府 化学専攻(併任)
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
プロフィール
JSTさきがけ「物質探索空間の拡大による未来材料の創製」研究者
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学位

  • 博士(理学)

経歴

  • なし。   

    なし。

  • なし。   

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 金属錯体触媒を用いた水の完全分解反応と二酸化炭素還元反応に関する研究

    研究キーワード: 水素生成触媒、酸素生成触媒、水の可視光分解、水素エネルギー、金属錯体

    研究期間: 2012年4月 - 2024年3月

受賞

  • Outstanding Reviewer for Sustainable Energy & Fuels in 2023

    2024年4月   Royal Society of Chemistry  

  • 第34回井上研究奨励賞

    2018年2月   井上科学振興財団   優れた博士論文を提出したため。

  • 第29回配位化合物の光化学討論会、Journal of Materials Chemistry A Prize

    2017年8月   The Royal Society of Chemistry   第29回配位化合物の光化学討論会にて優れた講演を行ったため。

  • 第29回配位化合物の光化学討論会、優秀講演賞

    2017年8月   複合系の光機能研究会   第29回配位化合物の光化学討論会にて優れた講演を行ったため。

  • The 5th International Symposium on Solar Fuels and Solar Cells, Excellent Poster Award

    2016年10月  

  • 錯体化学若手の会夏の学校2010、学生講演賞

    2010年8月  

  • 日本学生支援機構 特に優れた業績による大学院第一種奨学生返還免除の認定(全額免除)

    2010年3月  

  • The 2nd Yonsei University BK21/Kyushu University Global-COE Joint Symposium on‘Frontier Molecular Systems’, Poster Award Winner

    2009年9月  

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論文

  • Intracluster O–O Coupling Pathway Evidenced for an Anderson-Type Single-Cobalt Polymolybdate Water Oxidation Catalyst 査読

    Natsuki Taira, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    ACS Catalysis   3211 - 3223   2023年2月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acscatal.2c05925

  • Controlling the Photofunctionality of a Polyanionic Heteroleptic Copper(I) Photosensitizer Using Its Ion‐pair Formation with Polycationic Ammonium in Aqueous Media 査読

    Fumika Sueyoshi, Xian Zhang, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Angewandte Chemie International Edition   2023年1月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    水溶性銅(I)光増感剤がアルキルアンモニウムとイオン会合体を形成することで、励起状態の無輻射失活を促進する水との相互作用を軽減し、発光寿命並びに量子収率が劇的に向上することを見出した。さらに、そのようなイオン会合体形成に基づく励起状態の長寿命化を利用し光化学的二酸化炭素還元反応の活性を大幅に向上できることを実証した。

    DOI: 10.1002/anie.202217807

  • Theoretical study on the mechanism of the hydrogen evolution reaction catalyzed by platinum subnanoclusters 査読 国際誌

    Keita Kuge, Kosei Yamauchi and Ken Sakai

    Dalton Transactions   52   583 - 597   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/D2DT02645G

  • Visible-light-driven reduction of CO2 to CO in fully aqueous media using a water-soluble cobalt porphyrin 査読

    Arnau Call, Mihaela Cibian, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Sustainable Energy and Fuels   6 ( 9 )   2160 - 2164   2022年4月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Herein we report a water-soluble cobalt porphyrin that efficiently catalyzes the photoreduction of CO2 in fully aqueous media. Under visible light irradiation CO is produced as a main product (TONCO = 2500, TOFCO = 1200 h−1) with a good selectivity over H2 production (SelCO2 = 74%).

    DOI: 10.1039/d2se00291d

  • Catalysis of CO2 reduction by diazapyridinophane complexes of Fe, Co, and Ni: CO2 binding triggered by combined frontier MO associations involving a SOMO 査読

    Yuto Sakaguchi, Arnau Call, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Dalton Transactions   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The Fe- and Co-based molecular catalysts are found to utilize multiple sets of frontier MO associations at the CO2 binding by including one of the SOMOs in a high-spin Fe(<sc>i</sc>) and Co(<sc>i</sc>) center, respectively, accelerating these oxidative addition steps.

    DOI: 10.1039/d1dt01877a

  • Earth-Abundant Photocatalytic CO2 Reduction by Multielectron Chargeable Cobalt Porphyrin Catalysts: High CO/H2 Selectivity in Water Based on Phase Mismatch in Frontier MO Association 査読

    Xian Zhang, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    ACS Catalysis   11 ( 16 )   10436 - 10449   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acscatal.1c02475

  • Redox tuning in Pt(bpy)-viologen catalyst-acceptor dyads enabling photocatalytic hydrogen evolution from water 査読

    Koichi Yatsuzuka, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Chemical Communications   57 ( 42 )   5183 - 5186   2021年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/D1CC00903F

  • Improving the overall performance of photochemical H<inf>2</inf>evolution catalyzed by the Co-NHC complex via the redox tuning of electron relays 査読

    Koichi Yatsuzuka, Kosei Yamauchi, Ken Kawano, Hironobu Ozawa, Ken Sakai

    Sustainable Energy and Fuels   5 ( 3 )   740 - 749   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    © The Royal Society of Chemistry 2021. The catalytic performance of a photochemical H2evolution system made up of EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt), [Ru(bpy)3]2+(bpy = 2,2′-bipyridine) and a macrocyclicN-heterocyclic carbene cobalt (Co-NHC-1) catalyst has been examined at pH 5.0 (E(2H+/H2) = −0.54 Vvs.SCE) by using six electron relays (ERs) having different first reduction potentials (Ered) in the range −0.69 <Ered< −1.08 V. Compared to the photosystem using the conventional methylviologen (i.e.,N,N′-dimethyl-4,4′-bipyridinium;MV2+), the overall catalytic performance is dramatically improved by employing the ERs having the reduction potentials by 0.08-0.24 V more negative than that ofMV2+(Ered= −0.69 V), revealing that the overall rate is limited by the electron transfer (ET) from the one-electron reduced ER toCo-NHC-1, correlated to hydrogen evolution reaction (HER), rather than that from [Ru*(bpy)3]2+(triplet excited state) to ER, since the driving force for the HER (DFHER) predominates that for the ET from [Ru*(bpy)3]2+to ER (DFET). The optimum condition was realized by selecting one of the viologen derivatives with a medium reduction potential (N,N′,2,2′,6,6′-hexamethyl-4,4′-bipyridinium;tmMV2+;Ered= −0.85 V), leading to afford the initial rate of HER (55-57 μmol h−1) 70 times higher than that obtained by usingMV2+(0.79 μmol h−1). The stability of each one-electron reduced ER under the photolysis conditions has been also examined spectrophotometrically, clarifying that some ERs rather decompose rapidly upon reduction and cannot effectively participate in HER. This study successfully demonstrates for the first time that the overall catalytic performance of the present photosystem cannot be only controlled by the tuning of DFETand DFHERbut also be affected by the stability of the one-electron reduced form of ER.

    DOI: 10.1039/d0se01597k

  • A Nickel Dithiolate Water Reduction Catalyst Providing Ligand-Based Proton-Coupled Electron-Transfer Pathways 査読

    Keita Koshiba, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Angewandte Chemie - International Edition   56 ( 15 )   4247 - 4251   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A nickel pyrazinedithiolate ([Ni(dcpdt)2]2−; dcpdt=5,6-dicyanopyrazine-2,3-dithiolate), bearing a NiS4 core similar to the active center of [NiFe] hydrogenase, is shown to serve as an efficient molecular catalyst for the hydrogen evolution reaction (HER). This catalyst shows effectively low overpotentials for HER (330–400 mV at pH 4–6). Moreover, the turnover number of catalysis reaches 20000 over the 24 h electrolysis with a high Faradaic efficiency, 92–100 %. The electrochemical and DFT studies reveal that diprotonated one-electron-reduced species forms at pH < 6.4 via ligand-based proton-coupled electron-transfer (PCET) pathways, leading to electrocatalytic HER without applying the highly negative potential required to generate low-valent nickel intermediates. This is the first example of catalysts exhibiting such behavior.

    DOI: 10.1002/anie.201700927

  • Isolating an Inner-Sphere Adduct of [RuIV(=O)(terpy)(bpy)]2+ and [CeIV(OH)(NO3)5]2− with the Oxo Bonded to the CeIV Center

    Yutaro Aimoto, Alexander Parent, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    2024年4月

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    記述言語:その他  

    DOI: 10.26434/chemrxiv-2024-vlcxx

  • Synthesis of the MN Ring of Caribbean Ciguatoxin C-CTX-1 via Desymmetrization by Acetal Formation 査読

    Masahiro Kaneko, Atsuhiro Yamashita, Yoko Yasuno, Kosei Yamauchi, Ken Sakai, Tohru Oishi

    Organic Letters   26 ( 4 )   855 - 859   2024年1月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.orglett.3c04013

  • Precious-Metal-Free CO2 Photoreduction Boosted by Dynamic Coordinative Interaction between Pyridine-Tethered Cu(I) Sensitizers and a Co(II) Catalyst 査読

    Jia-Wei Wang, Xian Zhang, Lucia Velasco, Michael Karnahl, Zizi Li, Zhi-Mei Luo, Yanjun Huang, Jin Yu, Wenhui Hu, Xiaoyi Zhang, Kosei Yamauchi, Ken Sakai, Dooshaye Moonshiram, Gangfeng Ouyang

    JACS Au   3 ( 7 )   1984 - 1997   2023年7月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacsau.3c00218

  • Unexpected structure of enaminone Pd(II) complex in comparison with Cu(II) complex: Synthesis, characterization, DNA binding and antitumor activity 査読

    Hoda A. El-Ghamry, Kosei Yamauchi, Ken Sakai, Thoraya A. Farghaly

    Inorganica Chimica Acta   120117 - 120117   2020年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ica.2020.120117

  • A dinuclear nickel catalyst based on metal–metal cooperation for electrochemical hydrogen production 査読

    Tomohiko Hamaguchi, Keisuke Kai, Isao Ando, Ken Kawano, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Inorganica Chimica Acta   505   2020年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In the quest for efficient metal catalysts for hydrogen production, a new dinuclear nickel complex of formula [{(μ-2-thiazolethiolate)Ni(1,3-bis(diphenylphosphino)propane)}2](BF4)2 (2) has been synthesized. Complex 2 shows electrochemical catalytic behavior for hydrogen production with a overpotential of 0.26 V, a current efficiency of 59%, and a turnover number of 6.4. The lack of catalytic behavior of a related mononuclear complex under the same conditions suggests that the cooperation between the two Ni centers plays a pivotal role in the catalytic behavior.

    DOI: 10.1016/j.ica.2020.119498

  • Photochemical CO2 Reduction Driven by Water-Soluble Copper(I) Photosensitizer with the Catalysis Accelerated by Multi-Electron Chargeable Cobalt Porphyrin 査読

    Xian Zhang, Mihaela Cibian, Arnau Call, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    ACS Catalysis   9 ( 12 )   11263 - 11273   2019年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Without using precious elements, a highly efficient and selective molecular-based photocatalytic system for CO2-to-CO conversion in fully aqueous media has been developed. Our copper(I)-based water-soluble photosensitizer (CuPS) preserves its highly luminescent and long-lived excited state even in aqueous media. The CuPS-driven CO2 reduction catalyzed by a water-soluble cobalt porphyrin possessing four N-methylpyridinium acceptors at the meso positions (CoTMPyP) achieves the highest catalytic activity among those reported for aqueous systems: TONCO = 2680 and TOFCO max = 1600-2600 h-1 with SelCO2 = 77-90% (selectivity for CO vs H2). The observed photocatalytic enhancement is discussed in terms of the 6-electron chargeable character of CoTMPyP, permitting its rapid release of CO via reduction of CoII to CoI by intramolecular electron transfer from the reducing equivalent stored at one of the acceptors.

    DOI: 10.1021/acscatal.9b04023

  • A Molecular Cobalt Hydrogen Evolution Catalyst Showing High Activity and Outstanding Tolerance to CO and O₂ 査読

    Jia-Wei Wang, Kosei Yamauchi, Hai-Hua Huang, Jia-Kai Sun, Zhi-Mei Luo, Di-Chang Zhong, Tong-Bu Lu, Ken Sakai

    Angewandte Chemie - International Edition   2019年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    There is a demand to develop molecular catalysts promoting hydrogen evolution reaction (HER) with a high catalytic rate together with high tolerance to various inhibitors, such as CO and O2. Here we report a cobalt catalyst possessing a penta‐dentate macrocyclic ligand (1‐Co), which exhibits a fast catalytic rate (TOF = 2210 s‐1) in aqueous pH 7.0 phosphate buffer solution, where proton transfer from dihydrogen phosphate anion (H2PO4‐) plays a key role in catalytic enhancement. It turns out an outstanding electrocatalyst exhibiting high tolerance to inhibitors, displaying over 90% retention in its activity under either CO or air atmosphere. Its high tolerance to CO is concluded to arise from the kinetically labile character of undesirable CO‐bound species due to the geometrical frustration posed by the ligand, prohibiting an ideal trigonal bipyramid to be established.

  • Highly Efficient and Selective Photocatalytic CO2 Reduction to CO in Water by a Cobalt Porphyrin Molecular Catalyst 査読

    Arnau Call, Mihaela Cibian, Keiya Yamamoto, Takashi Nakazono, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    ACS Catalysis   9   4867 - 4874   2019年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The performance of a water-soluble cobalt porphyrin ([{meso-tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrinato}cobalt(III)], CoTPPS) as a catalyst for the photoreduction of CO2 in fully aqueous media has been investigated under visible light irradiation using [Ru(bpy)3]2+ as a photosensitizer and ascorbate as a sacrificial electron donor. CO is selectively produced (>82%) with high efficiency (926 TONCO; TONCO = turnover number for CO). Upon optimization, selectivities of at least 91% are achieved. Efficiencies up to 4000 TONCO and 2400 h–1 TOFCO (TOFCO = turnover frequency for CO) are reached at low catalyst loadings, albeit with loss in selectivity. This work successfully demonstrates the ability of CoTPPS to perform highly efficient photoreduction of CO2 in water while retaining its high selectivity for CO formation.

  • Ligand-Based PCET Reduction in a Heteroleptic Ni(bpy)(dithiolene) Electrocatalyst Giving Rise to Higher Metal Basicity Required for Hydrogen Evolution 査読

    Keita Koshiba, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    ChemElectroChem   6 ( 8 )   2273 - 2281   2019年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Proton abstraction leading to the formation of a hydride species required to evolve H
    2
    largely relies on the basicity of d orbital of the metal responsible for this action. Here we report that a square-planar Ni
    II
    (bpy)(dcbdt) hydrogen evolution catalyst shows substantial acceleration in the proton abstraction rate due to the increased basicity at the filled Ni d
    z
    2 orbital after formation of [Ni
    I
    (bpy
    −.
    )(dcbdt)]
    2−
    via consecutive two one-electron reductions (bpy=2,2′-bipyridine; dcbdt=4,5-dicyanobenzene-1,2-dithiolate). The catalyst is likely to adopt the EECC′ mechanism in which the rate of the first protonation step is by far higher than that of the second step, even though an alternative path requiring another reduction (i. e., ECEC′) remains unexcluded. Our DFT calculations reveal that the first and second reductions are correlated with the electron injection into the metal-ligand anti-bonding and π*(bpy) orbitals, respectively, where the latter orbital shows non-negligible hybridization with the nickel d orbital. In addition, a homoleptic catalyst [Ni
    II
    (dcbdt)
    2
    ]
    2−
    is shown to adopt the EC′EC mechanism with the rate-determing step being a hydride forming step, consistent with the largely delocalized nature of the injected electron over the two dcbdt ligands (π*(dcbdt) orbital). This work demonstrates the importance of raising the basicity of the metal d orbital, relevant to promote the proton-coupled electron transfer (PCET).

    DOI: 10.1002/celc.201900400

  • Consecutive ligand-based PCET processes affording a doubly reduced nickel pyrazinedithiolate which transforms into a metal hydride required to evolve H 2 査読

    Keita Koshiba, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Dalton Transactions   48 ( 2 )   635 - 640   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Our DFT results demonstrate that hydrogen evolution from water catalyzed by a nickel pyradinedithiolate (dcpdt) molecular hydrogen evolution catalyst [Ni
    II
    (dcpdt)
    2
    ]
    2−
    proceeds via the formation of a square-planar nickel(ii) hydride intermediate which is given by unprecedented structural transformation of a doubly reduced triply protonated species [Ni
    II
    (dcpdtH
    2
    )(dcpdtH)]

    , afforded as a result of two consecutive ligand-based reductions of [Ni
    II
    (dcpdt)(dcpdtH)]

    through proton-coupled electron transfer (PCET) pathways.

    DOI: 10.1039/c8dt04497j

  • An earth-abundant system for light-driven CO2 reduction to CO using a pyridinophane iron catalyst 査読

    Yuto Sakaguchi, Arnau Call, Mihaela Cibian, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Chemical Communications   55 ( 59 )   8552 - 8555   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Herein we report an earth-abundant photocatalytic system for CO2 reduction to CO based on an iron catalyst combined with a CuI photosensitizer. Under visible light irradiation CO is produced as the main product (TONCO = 565, TOFmaxCO = 114 h-1) with a high selectivity over H2 production (SelCO2 = 84%).

    DOI: 10.1039/c9cc04191e

  • A family of molecular nickel hydrogen evolution catalysts providing tunable overpotentials using ligand-centered proton-coupled electron transfer paths 査読

    Yutaro Aimoto, Keita Koshiba, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Chemical Communications   91   12820 - 12823   2018年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Two new nickel dithiolate derivatives have been examined for their electrocatalytic activity for the hydrogen evolution reaction (HER) in attempts to clarify whether the overpotential for the HER can be tuned upon varying the ligand-centered reduction potential that triggers the HER by the catalysts. We demonstrate the validity of this approach to achieve desirable tunability in the overpotential for the HER.

    DOI: 10.1039/C8CC07467D

  • Synthesis and complete structure determination of a sperm-activating and -attracting factor isolated from the ascidian ascidia sydneiensis 査読

    Tomohiro Watanabe, Hajime Shibata, Makoto Ebine, Hiroshi Tsuchikawa, Nobuaki Matsumori, Michio Murata, Manabu Yoshida, Masaaki Morisawa, Shu Lin, Kosei Yamauchi, Ken Sakai, Tohru Oishi

    Journal of Natural Products   81 ( 4 )   985 - 997   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    For the complete structure elucidation of an endogenous sperm-activating and -attracting factor isolated from eggs of the ascidian Ascidia sydneiensis (Assydn-SAAF), its two possible diastereomers with respect to C-25 were synthesized. Starting from ergosterol, the characteristic steroid backbone was constructed by using an intramolecular pinacol coupling reaction and stereoselective reduction of a hydroxy ketone as key steps, and the side chain was introduced by Julia-Kocienski olefination. Comparison of the NMR data of the two diastereomers with those of the natural product led to the elucidation of the absolute configuration as 25S; thus the complete structure was determined and the first synthesis of Assydn-SAAF was achieved.

    DOI: 10.1021/acs.jnatprod.7b01052

  • Near-Infrared-Light-Driven Hydrogen Evolution from Water using a Polypyridyl Triruthenium Photosensitizer 査読

    Yutaro Tsuji, Keiya Yamamoto, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Angewandte Chemie - International Edition   2017年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Photochemical H2 Evolution Catalyzed by Porphyrin-based Cubic Cages Singly and Doubly Encapsulating PtCl2(4,4’-dimethyl-2,2’-bipyridine) 査読

    Shota Tanaka, Takashi Nakazono, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Chemistry Letters   46   1573   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Pt(II)-Catalyzed photosynthesis for H2 evolution cycling between singly and triply reduced species 査読

    Keiya Yamamoto, Kyoji Kitamoto, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Chemical Communications   51 ( 77 )   14516 - 14519   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A PtCl2(bpy) derivative tethered to two viologen (MV2+) moieties drives photochemical H2 evolution via forming a three-electron-reduced species possessing a bpy--based (or MV0-based) reducing equivalent. Such species can only form after one electron reduction of both the MV2+ sites because of rapid intramolecular electron transfer from bpy- to MV2+.

    DOI: 10.1039/c5cc03558a

  • A tricarboxylated PtCl(terpyridine) derivative exhibiting pH-dependent photocatalytic activity for H2 evolution from water 査読

    Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Dalton Transactions   44 ( 18 )   8685 - 8696   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The first negatively charged PtCl(tpy) (tpy = 2,2′:6′,2′′-terpyridine) derivative, formulated as Na2[PtCl(tctpy)]·5H2O (tctpy = 2,2′:6′,2′′-terpyridine-4,4′,4′′-tricarboxylate), was prepared, characterized, and investigated in detail for its activity as a single-component photocatalyst that drives water reduction to H2 in the presence of a sacrificial electron donor (EDTA). This compound was confirmed to exist in its fully deprotonated form [PtCl(tctpy)]2- in aqueous media at pH > 4.4. Despite its dianionic character, [PtCl(tctpy)]2- was found to form a specific adduct with anionic EDTA (i.e., YH2 2- and YH3-, where YH4 is a fully protonated form of EDTA), enabling reductive quenching of the triplet metal-to-ligand charge transfer excited state within the adduct, leading to subsequent electron transfer steps correlated with Pt(ii)-catalyzed H2 evolution from water. Electrochemical studies also reveal that the compound exhibits a unique pH-dependent first reduction (i.e., tctpy-centered reduction), leading to our realization of the first example of a Pt(ii)-based molecular system that photocatalyzes the H2 evolution reaction accompanied by a ligand-based proton-coupled electron transfer (PCET) process.

    DOI: 10.1039/c5dt00425j

  • A cobalt-NHC complex as an improved catalyst for photochemical hydrogen evolution from water 査読

    Ken Kawano, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Chemical Communications   50 ( 69 )   9872 - 9875   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A macrocyclic N-heterocyclic carbene (NHC)-cobalt complex was found to act as an improved H2-evolving catalyst in a [Ru(bpy)3] 2+-sensitized photosystem using methylviologen as a redox acceptor (MV2+ + e- → MV+•, MV2+ = N,N'-dimethyl-4,4′-bipyridinium), which provides a driving force of only 150 meV for H2 evolution at pH 5.0.

    DOI: 10.1039/c4cc03493g

  • Homogeneous Catalysis of Nickel(II) Complexes Promoting Hydrogen Production with High Turnover Numbers 査読

    Kosei Yamauchi

    Bull. Jpn. Soc. Coord. Chem.   62   26 - 28   2013年11月

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    記述言語:英語  

  • Kinetics and DFT studies on water oxidation by Ce4+ catalyzed by [Ru(terpy)(bpy)(OH2)]2+ 査読

    Ayano Kimoto, Kosei Yamauchi, Masaki Yoshida, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai

    Chemical Communications   48 ( 2 )   239 - 241   2012年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The RuVO species and other intermediates in O2 evolution from water catalyzed by [Ru(terpy)(bpy)(OH2)]2+ were spectrophotometrically characterized, and the spectral components observed were identified based on the TD-DFT calculations. Moreover, important insights into the rapid paths after the RDS were given by the DFT studies.

    DOI: 10.1039/c1cc15109f

  • Stability of Pt(ii)-based H2-evolving catalysts against H 2 in aqueous solution 査読

    Kosei Yamauchi, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai

    Dalton Transactions   40 ( 46 )   12447 - 12449   2011年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    To answer the question of whether Pt(ii)-based H2-evolving catalysts are stable upon exposure to H2, the behaviours of some platinum(ii) complexes in the presence of H2 (5 × 10 -4 - 1 atm) have been followed spectrophotometrically. The results reveal that some catalysts are highly stable upon exposure to H2.

    DOI: 10.1039/c1dt11217a

  • Photochemical and thermal hydrogen production from water catalyzed by carboxylate-bridged dirhodium(ii) complexes 査読

    Saya Tanaka, Shigeyuki Masaoka, Kosei Yamauchi, Annaka Masahiko, Ken Sakai

    Dalton Transactions   39 ( 46 )   11218 - 11226   2010年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A series of dinuclear Rh(ii) complexes, [Rh2(μ-OAc) 4(H2O)2] (HOAc = acetic acid) (1), [Rh 2(μ-gly)4(H2O)2] (Hgly = glycolic acid) (2), [Rh2(μ-CF3CO2) 4(acetone)2] (3), and [Rh2(bpy) 2(μ-OAc)2(OAc)2] (4), were found to serve as H2-evolving catalysts in a three-component system consisting of tris(2,2′-bipyridine)ruthenium(ii) (Ru(bpy)32+), methylviologen (MV2+), and ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt (EDTA). It was also confirmed that thermal reduction of water into H 2 by MV+, in situ generated by the bulk electrolysis of MV2+, is effectively promoted by 1 as a H2-evolving catalyst. The absorption spectra of the photolysis solution during the photocatalysis were monitored up to 6 h to reveal that the formation of photochemical or thermal byproducts of MV+ is dramatically retarded in the presence of the Rh(ii)2 catalysts, for the H2 formation rather than the decomposition of MV+ becomes predominant in the presence of the Rh(ii)2 catalysts. The stability of the Rh(ii)2 dimers was confirmed by absorption spectroscopy, 1H NMR, and ESI-TOF mass spectroscopy. The results indicated that neither elimination nor replacement of the equatorial ligands take place during the photolysis, revealing that one of the axial sites of the Rh2 core is responsible for the hydrogenic activation. The quenching of Ru*(bpy)32+ by 1 was also investigated by luminescence spectroscopy. The rate of H2 evolution was found to decrease upon increasing the concentration of 1, indicating that the quenching of Ru*(bpy)32+ by the Rh(ii)2 species rather than by MV2+ becomes predominant at the higher concentrations of 1. The DFT calculations were carried out for several possible reaction paths proposed (e.g., [RhII2(μ-OAc)4(H 2O)] + H+ and [RhII2(μ-OAc) 4(H2O)] + H+ + e-). It is suggested that the initial step is a proton-coupled electron transfer (PCET) to the Rh(ii)2 dimer leading to the formation of a Rh(ii)Rh(iii)-H intermediate. The H2 evolution step is suggested to proceed either via the transfer of another set of H+ and e- to the Rh(ii)Rh(iii)-H intermediate or via the homolytic radical coupling through the interaction of two Rh(ii)Rh(iii)-H intermediates.

    DOI: 10.1039/c0dt00741b

  • Evidence for Pt(II)-based molecular catalysis in the thermal reduction of water into molecular hydrogen 査読

    Kosei Yamauchi, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai

    Journal of the American Chemical Society   131 ( 24 )   8404 - 8406   2009年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    (Figure Presented) The one-electron-reduced form of methylviologen (MV +.), generated in situ by bulk electrolysis of methylviologen (MV2+), was for the first time reacted with various Pt(II) complexes in aqueous media without light irradiation to reveal that thermal reduction of water into molecular hydrogen is indeed highly promoted by the Pt(II)-based molecular catalysts.

    DOI: 10.1021/ja902245e

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書籍等出版物

  • Molecular Systems Driving Photochemical and Thermal H2 Production from Water

    Kosei Yamauchi, Saya Tanaka, Masayuki Kobayashi, Chettiyam Veettil Suneesh, and Ken Sakai(担当:共著)

    2012年3月 

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    担当ページ:Kyushu University Global-COE program Science for Molecular Systems Journal, 2012, 5, 52-55.   記述言語:英語   著書種別:学術書

  • 「均一系白金錯体触媒による水からの水素生成反応」

    山内幸正、酒井 健(担当:共著)

    シーエムシー出版  2012年1月 

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    担当ページ:月刊機能材料2012年1月号【特集】人工光合成、P38-46   記述言語:日本語   著書種別:学術書

講演・口頭発表等

  • PHOTOCHEMICAL HYDROGEN PRODUCTION FROM WATER CATALYZED BY ROBUST MOLECULAR CATALYSTS 招待 国際会議

    Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    41st International Conference on Coordination Chemistry (ICCC41)  2014年7月 

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    開催年月日: 2014年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  • Thermal H2 Production and Activation Catalyzed by Pt(II)-based Molecular Catalysts 招待 国際会議

    Kosei Yamauchi

    Invited Lecture at Department of Chemistry, Simon Fraser University  2012年6月 

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    開催年月日: 2012年6月

    会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Department of Chemistry, Simon Fraser University   国名:カナダ  

    その他リンク: http://www.chemistry.sfu.ca/events/eventitem?id=193

  • Photochemical Hydrogen Production from Water Promoted by Robust Platinum(II) Molecular Catalysts 招待 国際会議

    Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    1st International Symposium on Chemical Energy Conversion Processes (ISCECP-1)  2013年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

MISC

  • A Molecular Cobalt Hydrogen Evolution Catalyst Showing High Activity and Outstanding Tolerance to CO and O₂

    Jia-Wei Wang, Kosei Yamauchi, Hai-Hua Huang, Jia-Kai Sun, Zhi-Mei Luo, Di-Chang Zhong, Tong-Bu Lu, Ken Sakai

    Angewandte Chemie   2019年6月

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    記述言語:その他  

    DOI: 10.1002/ange.201904578

  • Near-Infrared Light-Driven Hydrogen Evolution from Water Using a Polypyridyl Triruthenium Photosensitizer

    Yutaro Tsuji, Keiya Yamamoto, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Angewandte Chemie   2017年11月

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    記述言語:その他  

    DOI: 10.1002/ange.201708996

  • A Nickel Dithiolate Water Reduction Catalyst Providing Ligand-Based Proton-Coupled Electron-Transfer Pathways

    Keita Koshiba, Kosei Yamauchi, Ken Sakai

    Angewandte Chemie   2017年3月

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    記述言語:その他  

    DOI: 10.1002/ange.201700927

所属学協会

  • 錯体化学若手の会

  • 複合系の光機能研究会

  • 錯体化学会

  • 日本化学会

委員歴

  • 配位化合物の光機能研究会   庶務   国内

    2020年4月 - 2021年3月   

  • 錯体化学若手の会   運営委員   国内

    2018年3月 - 2020年3月   

  • 錯体化学若手の会   事務局   国内

    2018年3月 - 2020年3月   

  • 錯体化学若手の会   運営委員   国内

    2017年4月 - 2018年3月   

  • 錯体化学若手の会   次年度事務局   国内

    2017年4月 - 2018年3月   

  • 配位化合物の光機能研究会 将来構想委員会   委員   国内

    2014年9月 - 2021年3月   

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学術貢献活動

  • 企画立案・運営等

    錯体化学会第69回討論会シンポジウムS04「Coordination Chemistry Unveiled in Homogeneous Solutions」 開催責任者(来場者約90名)  ( 名古屋大学 ) 2019年9月 - 現在

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 企画立案・運営等 国際学術貢献

    第43回錯体化学国際会議(ICCC2018) 事務局(総参加者2,500名)  ( 仙台国際センター ) 2018年3月 - 2018年9月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 企画立案・運営等

    錯体化学会第67回討論会シンポジウムS04「New Aspects of Photofunctional Interfaces Based on Coordination Chemistry」 世話人  ( 北海道大学 ) 2017年9月 - 現在

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 企画立案・運営等

    錯体化学若手研究会 錯体化学若手の会夏の学校2016 世話人代表(総参加者129名)  ( 熊本 火の国ハイツ ) 2016年8月 - 現在

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 座長(Chairmanship)

    日本化学会第95春季年会(2015)  ( 日本大学 理工学部船橋キャンパス ) 2015年3月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 座長(Chairmanship)

    錯体化学会第64回討論会  ( Japan ) 2014年9月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 座長(Chairmanship)

    日本化学会第94春季年会(2014)  ( 名古屋大学 東山キャンパス ) 2014年3月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 座長(Chairmanship)

    錯体化学会第63回討論会  ( 琉球大学千原キャンパス ) 2013年11月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 企画立案・運営等

    第1回錯体化学若手の会 九州・沖縄支部勉強会 世話人  ( Japan ) 2012年11月 - 現在

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 座長(Chairmanship)

    太陽光エネルギーによる物質変換に関するシンポジウム  ( 新潟大学ベンチャービジネスラボラトリー ) 2012年9月

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    種別:大会・シンポジウム等 

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 拡散律速極限下で駆動する分子性触媒反応系の創成

    研究課題/領域番号:24K01611  2024年 - 2027年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    資金種別:科研費

  • CO2を多様な炭化水素へと変換する分子光触媒の創成

    研究課題/領域番号:23H03831  2023年 - 2025年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • 分子触媒・反応場・反応解析法の革新と協奏:CO2光多電子還元の学理構築

    研究課題/領域番号:23H03830  2023年 - 2025年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • JSTさきがけ「アルカリ水光分解を促進する分子性触媒の創製と制御」

    2022年10月 - 2026年3月

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    担当区分:研究代表者 

  • 再生可能エネルギー循環系の構築を見据えた人工光合成システムの開発

    研究課題/領域番号:22KK0074  2022年 - 2026年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究強化(B)

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • アルカリ水光分解を促進する分子性触媒の創製と制御

    2022年 - 2025年

    JSTさきがけ

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    担当区分:研究代表者  資金種別:受託研究

  • 二酸化炭素の高選択的逐次多電子還元を駆動する金属錯体反応場の構築と制御

    研究課題/領域番号:21K05100  2021年 - 2023年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • カーボンナイトライド集積体を基盤とした分子性光燃料生成デバイスの開発

    研究課題/領域番号:21H01952  2021年 - 2023年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • 数理・データサイエンスに関する教育・研究支援プログラム

    2020年

    数理・データサイエンスに関する教育・研究支援プログラム

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    担当区分:研究代表者  資金種別:学内資金・基金等

  • 金属錯体への特異的なプロトン共役電子移動により促進される多電子還元反応系の構築

    研究課題/領域番号:18K05150  2018年 - 2020年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • QRプロジェクト わかばチャレンジ

    2017年

    QRプロジェクト わかばチャレンジ

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    担当区分:研究代表者  資金種別:学内資金・基金等

  • 低過電圧駆動型水素生成触媒の反応制御と水可視光分解システムへの応用

    研究課題/領域番号:16K17879  2016年 - 2017年

    科学研究費助成事業  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 高い触媒活性と耐久性を併せ持つ水素生成触媒の創出と触媒反応機構の解明

    研究課題/領域番号:25810042  2013年 - 2015年

    科学研究費助成事業  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 水からの水素生成を駆動する白金錯体触媒の反応速度論的機構解明

    2013年

    九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト(P&P)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:学内資金・基金等

  • 水からの水素生成を駆動する高活性ニッケル錯体触媒の創出

    研究課題/領域番号:50631769  2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 白金錯体を触媒とする水からの水素生成反応の速度論的研究

    研究課題/領域番号:10J03838  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

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    資金種別:科研費

  • 白金錯体を触媒とする水からの水素生成反応の速度論的研究

    2010年 - 2012年

    日本学術振興会  特別研究員

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    担当区分:研究代表者  資金種別:共同研究

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担当授業科目

  • 化学序説

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 無機化学実験

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 無機化学実験

    2022年10月 - 2023年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2022年10月 - 2023年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • 無機化学実験

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • 無機化学実験

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • 化学序説

    2021年4月 - 2021年9月   前期

  • 化学実験基本操作法

    2020年10月 - 2021年3月   後期

  • 無機化学実験

    2020年10月 - 2021年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2019年10月 - 2020年3月   後期

  • 無機化学実験

    2019年10月 - 2020年3月   後期

  • 化学序説

    2019年4月 - 2019年9月   前期

  • 化学実験基本操作法

    2018年10月 - 2019年3月   後期

  • 無機化学実験

    2018年10月 - 2019年3月   後期

  • 化学序説

    2018年4月 - 2018年9月   前期

  • 無機化学実験

    2017年10月 - 2018年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2017年10月 - 2018年3月   後期

  • 無機化学実験

    2016年10月 - 2017年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2016年10月 - 2017年3月   後期

  • 無機化学実験

    2015年10月 - 2016年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2015年10月 - 2016年3月   後期

  • 無機化学実験

    2014年10月 - 2015年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2014年10月 - 2015年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2013年10月 - 2014年3月   後期

  • 無機化学実験

    2013年10月 - 2014年3月   後期

  • 化学実験基本操作法

    2012年10月 - 2013年3月   後期

  • 無機化学実験

    2012年10月 - 2013年3月   後期

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FD参加状況

  • 2023年10月   役割:参加   名称:【化学科FD】ACS on Campus

    主催組織:部局

  • 2022年7月   役割:参加   名称:【化学科FD】電子ジャーナルに関するFD

    主催組織:部局

  • 2021年6月   役割:参加   名称:【化学部門FD】理系研究室の運営技術 ― ラボラトリーマネジメントという考え方 ―

    主催組織:部局

  • 2020年12月   役割:参加   名称:FD/SD新型コロナウィルス感染拡大状況での学生のメンタルヘルス

    主催組織:部局

  • 2018年3月   役割:参加   名称:化学部門FD

    主催組織:学科

  • 2017年3月   役割:参加   名称:化学部門FD

    主催組織:学科

  • 2016年2月   役割:参加   名称:化学部門FD

    主催組織:学科

  • 2015年3月   役割:参加   名称:化学部門FD/HD

    主催組織:学科

  • 2014年3月   役割:参加   名称:化学部門FD・HD

    主催組織:学科

  • 2013年3月   役割:参加   名称:化学部門FD・HD

    主催組織:学科

  • 2012年4月   役割:参加   名称:第1回全学FD

    主催組織:全学

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その他教育活動及び特記事項

  • 2024年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2023年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2022年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2021年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2020年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2019年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2018年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2017年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2016年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2015年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2014年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2013年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

  • 2012年  学友会・同好会等の指導  将棋部

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    顧問

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社会貢献・国際連携活動概要

  • 2012年度に開催された、未来の科学者養成講座(エクセレント・スチューデント・イン・サイエンス2012;http://www.sci.kyushu-u.ac.jp/html/mirai/index.html)で、半年間講師を務めた。また、実際に実験を指導した学生が、エクセレント・スチューデント・イン・サイエンスを受賞した。

学内運営に関わる各種委員・役職等

  • 2024年4月 - 2026年3月   部門 理学研究院エックス線作業主任者

  • 2022年4月 - 2025年3月   部門 理学部便り編集委員

  • 2021年7月 - 2024年3月   部門 理学部同窓会役員

  • 2018年4月 - 2020年3月   部門 理学研究院エックス線作業主任者

  • 2013年7月 - 2017年7月   部門 理学部同窓会役員