天尾 豊 (アマオ ユタカ)

AMAO Yutaka

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職名

教授

研究室所在地

杉本キャンパス

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 東京工業大学 -  博士(工学)

研究分野 【 表示 / 非表示

グリーン・環境化学, 触媒・資源化学プロセス, 生物機能・バイオプロセス

研究概要 【 表示 / 非表示

  • 1.二酸化炭素の光還元
    光エネルギーと生物工学的手法を用いた二酸化炭素を原料とした水中での低炭素燃料生成プロセスの開発を目的とした研究を進めている.具体的には色素分子と二酸化炭素固定化能を持つ生体触媒とを複合化し,可視光エネルギーにより水中において二酸化炭素を原料としてメタノール,ギ酸等低炭素燃料が合成可能な反応系を構築している.また生体触媒を活性化させる人工補酵素の設計と合成も進めている.
    2. 二酸化炭素を原料とした光有機合成
    二酸化炭素を一酸化炭素,ギ酸,ホルムアルデヒド,メタノールに光還元するものが主流であり、炭素数1の二酸化炭素を還元していくため炭素数1の分子が生成することになる.これに対して天然の光合成では,太陽光エネルギーにより作り出された還元力を使って二酸化炭素を還元,炭素数を拡張し,最終的には炭素数6のグルコースを生成することができる.私たちは、二酸化炭素を原料とし,炭素-炭素結合生成を可能とする色素分子と生体触媒とで構成される新たな人工光合成系の構築に成功している.
    3. 水素エネルギー製造
    酵素によるセルロースなどのバイオマスの分解反応、色素分子と水素発生触媒とを組み合わせることで,可視光エネルギーを利用してバイオマスからの水素生産反応系の構築に成功している.
    4. pH指示薬と発光色素を複合化した光学二酸化炭素センサー
    pH指示薬が二酸化炭素によって変色する性質に着目し,さまざまなpH指示薬を固定化したポリマー膜をベースとした二酸化炭素センサーを開発している。一例としてα-ナフトールフタレインを用いたセンサーが,もっとも二酸化炭素を感度良く検出することを見出している.二酸化炭素のモニター等環境測定への応用が期待されている。

研究キーワード 【 表示 / 非表示

pH指示薬と発光色素を複合化した光学二酸化炭素センサー, 二酸化炭素の光還元, 二酸化炭素を原料とした光有機合成, 水素製造技術

研究歴 【 表示 / 非表示

  • 可視光エネルギーを用いた二酸化炭素−有機分子変換に関する研究

    (個人研究)

    研究課題キーワード:  人工光合成、二酸化炭素固定

  • pH指示薬と発光色素を複合化した光学二酸化炭素センサー

    (個人研究)

  • 水素製造技術に関する研究

    (個人研究)

担当教育概要 【 表示 / 非表示

  • 学部教育では生化学1を担当し、生体分子と化学との関連性を理解できるような講義を心がけるとともに卒業研究では二酸化炭素の利用や水素エネルギーの重要性など、科学者として必要な環境・エネルギー問題を幅広く理解できる人材育成につとめている。まだ大学院教育ではさらに研究の立案も含めた自立した研究者育成につとめるとともに、国際的に活躍できる人材育成のため、国際会議での発表や国際誌への執筆への積極的な指導を進めている。

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • アメリカ化学会

  • 日本化学会

  • 水素エネルギー協会

  • 石油学会

  • 触媒学会

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委員歴等 【 表示 / 非表示

  • 2020年05月
    -
    2022年04月

    一般社団法人 触媒学会   理事(国際交流担当)

  • 2020年04月
    -
    2022年03月

    光化学協会   理事

  • 2020年04月
    -
    2022年03月

    石油学会 産油・産ガス国研究者受入事業海外協力分科会委員会   委員

  • 2020年04月
    -
    2022年03月

    日本化学会CIP委員   委員

  • 2020年04月
    -
    2021年04月

    水素エネルギー協会 協会大会   実行委員

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受賞歴 【 表示 / 非表示

  • Fellow of Royal Society of Chemistry

    2018年  

  • 第13回公益信託エスペック地球環境研究・技術基金 エスペック環境研究奨励賞

    2010年  

  • 2009年度先端錯体工学研究会奨励賞受賞

    2009年  

  • 平成19年度触媒学会奨励賞受賞

    2008年  

  • 平成18年度ポルフィリン研究会奨励賞受賞

    2007年  

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現在の職務 【 表示 / 非表示

  • 大阪市立大学   人工光合成研究センター   教授  

  • 大阪市立大学   人工光合成研究センター   センター所長  

  • 大阪市立大学   理学研究科   物質分子系専攻   教授  

職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2013年04月
     
     

      大阪市立大学   教授

  • 2002年
    -
    2007年

      大分大学工学部応用化学科助教授  

  • 1998年
    -
    2001年

      科学技術庁航空宇宙技術研究所(現宇宙航空研究開発機構JAXA)研究員  

  • 1997年
    -
    1998年

      財団法人神奈川科学技術アカデミー専任研究員  

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Chloroplast from Spinach adsorbed nanocrystalline TiO2 electrode for photovoltaic conversion device toward artificial photosynthesis system

    Yutaka Amao, Akemi Tadokoro, Miki Nakamura, Naho Shuto, Ayumi Kuroki

    Research on Chemical Intermediates  2014年04月

  • Self-Assembly of the Light-Harvesting Complex of Photosystem II (LHCII) on Alkanethiol-Modified Gold Electrodes

    M. Kondo, M. Amano, F. Kaoru, A. Okuda , S. Isigure, T. Dewa, Y. Amao, H. Hashimoto, M. Nango

    Research on Chemical Intermediates  2014年04月

  • Formate dehydrogenase-viologen immobilized electrode for CO2 conversion toward the development of artificial photosynthesis system

    Yutaka Amao, Naho Shuto

    Research on Chemical Intermediates  2014年04月

  • Immobilization of Photosystem I or II Complexes on Electrodes for Photoenergy-Conversion Devices

    Masaharu Kondo, Mizuki Amano, Takashi Joke, Shuichi Ishigure, Tomoyasu Noji, Takehisa Dewa, Yutaka Amao and Mamoru Nango

    Research on Chemical Intermediates  2014年

  • Theoretical study on CO2 reduction catalyzed by formate dehydrogenase using the cation radical of a bipyridinium salt with an ionic substituent as a co-enzyme

    Miyaji Akimitsu, Amao Yutaka

    Royal Society of Chemistry (RSC) PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS  22 ( 46 ) 26987 - 26994 2020年12月  [査読有り]

     概要を見る

    <p>Mechanism for formate dehydrogenase from <italic>Candida boidinii</italic> catalyzed CO2 reduction to formate with the cation radical of a 4,4′-bipyridinium salt with an ionic substituent as a co-enzyme was clarified by theoretical studies.</p>

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • ギ酸分解に基づく水素製造のための高分子分散型均一系白金微粒子触媒

    南 祐輔, 天尾 豊 (担当: 共著 )

    水素エネルギーシステム  2020年12月

  • 高分子分散型金属微粒子によるギ酸分解に基づく水素生成

    南 祐輔, 天尾 豊 (担当: 共著 )

    機能材料  2020年06月

  • 酵素と分子との統合によるエネルギー創製

    天尾 豊 (担当: 単著 )

    CSJカレントレビュー38 光エネルギー変換における分子触媒の新展開  2020年06月

  • 生体触媒によるCO2光還元

    天尾 豊 (担当: 単著 )

    脱石油に向けたCO2資源化技術ー化学・生物プロセスを中心にー  2020年04月

  • 炭素ー水素結合を活性化し二酸化炭素を結合する光触媒・生体触媒複合系

    片桐毅之,天尾豊 (担当: 共著 )

    光化学  2020年04月

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その他記事(Misc) 【 表示 / 非表示

  • Biological approaches to artificial photosynthesis, fundamental processes and theoretical approaches: General discussion

    Vincent Artero, Leif Hammarström, Fengtao Fan, Dong Ryeol Whang, Jose Martinez, Anthony Harriman, Takumi Noguchi, Joshua Karlsson, Peter Summers, Shigeru Itoh, Richard Cogdell, Alexander Kibler, Johannes Ehrmaier, Hitoshi Tamiaki, Etsuko Fujita, Seigo Shima, Shunya Yoshino, Haruo Inoue, Michael Wasielewski, Thomas Corry, Devens Gust, Flavia Cassiola, Hitoshi Ishida, Katsuhiko Takagi, Sang Ook Kang, Can Li, Licheng Sun, Hyunwoong Park, Hideki Hashimoto, Yutaka Amao, Eun Jin Son, Nobuo Kamiya, Jian Ren Shen, Kizashi Yamaguchi

    Faraday Discussions  198   147 - 168 2017年01月  [査読有り]

    DOI

  • Biomimetic hydrogen production from formic acid with platinum nano-particle

    Y. Amao, Y. Amao, Y. Amao, A. Kai

    WHEC 2016 - 21st World Hydrogen Energy Conference 2016, Proceedings    708 - 709 2016年01月  [査読有り]

  • Photoenergy conversion materials based on restructuring and assembly of chloroplasts

    Yutaka Amao

    Kobunshi  60   745 - 746 2011年10月  [査読有り]

     概要を見る

    In chloroplasts, the photosynthetic thylakoid membranes of vascular plants and some green algae are structurally inhomogeneous. Thylakoid membranes in chloroplasts have two important sites, photosystem I (the oxygen evolving site based on water photolysis) and II (photoreduction of NADP+ site). Thus, chloroplast is a candidate for a visible light induced energy conversion material based on water photolysis. In this paper, photoenergy conversion materials based on the restructuring and assembly of Chloroplasts are introduced. © 2011 Hie Society of Polymer Science.

  • Development of biomass-oxygen photoinduced biofuel cell

    Yutaka Amao, Yuko Maki

    17th World Hydrogen Energy Conference 2008, WHEC 2008  1   546 - 550 2008年12月  [査読有り]

     概要を見る

    The visible light-operated biomass-O 2 biofuel cell consisting of chlorin-e 6 (Chl-e 6) adsorbed on nanocrystalline TiO 2 layer coated onto optical transparent conductive glass electrode (OTE) as an anode, platinum coated OTE as a cathode, and the solution containing starch (polysaccharide biomass), glucoamylase, glucose dehydrogenase (GDH) and NAD + as a fuel is studied as a new type fuel cell. The short-circuit photocurrent (I SC) and the open-circuit photovoltage (V OC) of this cell are 13.0 μA cm -2 and 610 mV, respectively. Thus, a new type of visible light-operated starch-O 2biofuel cell with the visible photosensitization of Chl-e 6 molecules on nanocrystalline TiO 2 film electrode is accomplished.

  • Unsteady measurement of a transonic delta wing flow by a novel PSP

    Masaharu Kameda, Masaharu Kameda, Hitoshi Seki, Taro Makoshi, Yutaka Amao, Yutaka Amao, Kazuyuki Nakakita, Kazuyuki Nakakita

    Collection of Technical Papers - AIAA Applied Aerodynamics Conference  2008年09月  [査読有り]

     概要を見る

    Non-periodic, unsteady surface pressure on a 65-deg sweep, sharp leading-edge, noncamberd, 150-mm-root chord delta wing was measured using a novel porous pressure-sensitive paint using ultrafine ceramic powders. This new PSP exhibits comparable performances on unsteady pressure-measurement to the porous anodized aluminum PSP, which enable us to measure the pressure fluctuation with sampling rate of 1 kHz and small uncertainty (O(1 kPa)) in absolute pressure level. The wind tunnel test under the Mach number of 0.8 and 0.9 with 20-deg attack angle reveals that the leading edge vortices broke by the abrupt pressure rise due to terminating shock wave, which was generated along the center axis of the wing. The breakdown position was highly unsteady due to interaction between the shock wave and the vortices. The surface pressure fluctuation had broad spectrum with several dominant frequencies at O(10 Hz). Copyright © 2008 by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. All rights reserved.

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • カチオン性高分子の添加による白金ナノ微粒子触媒のギ酸からの水素生成活性の向上

    南 祐輔,天尾 豊

    日本化学会 第101春季年会  2021年03月 

  • ギ酸脱水素酵素が触媒するCO2還元過程に関する研究

    佐藤涼平, 天尾豊

    日本化学会 第101春季年会  2021年03月 

  • CuInS2光カソードと生体触媒を組み合わせた可視光駆動型CO2還元系の開発

    豊留 拓弥, 天尾 豊, 東 正信

    日本化学会 第101春季年会  2021年03月 

  • 水溶性亜鉛ポルフィリンおよび白金微粒子による可視光駆動型α-ケト酸の選択的還元

    紀太 悠,天尾 豊

    日本化学会 第101春季年会  2021年03月 

  • リンゴ酸酵素が触媒する二酸化炭素付加反応における金属

    片桐 毅之, 天尾 豊

    日本化学会 第101春季年会  2021年03月 

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知的財産権 【 表示 / 非表示

  • ギ酸分解装置 [特許]

    発明(考案)者名: 天尾豊,森和彦,西河洋一,渡部歩,坂部友祐

  • ギ酸生成デバイス [特許]

    発明(考案)者名: 天尾豊,森和彦,西河洋一,渡部歩,坂部友祐

  • 人工光合成によるエタノールの生産方法 [特許]

    発明(考案)者名: 岩国秀治, 天尾豊

  • 光合成基板、その製造方法、光合成反応法および光合成装置 [特許]

    発明(考案)者名: 関藤武士,岩井覚司,宮本康司,天尾豊,梶野勉,上村恵子

  • 水素供給システム [特許]

    発明(考案)者名: 天尾豊,森和彦,西河洋一,渡部歩,坂部友祐

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 二酸化炭素をメタノールに光還元する光触媒・生体触媒複合系の創製

    研究課題/領域番号:20H05111  新学術領域研究(研究領域提案型) 代表者

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2022年03月
     

     概要を見る

    水を電子源とした二酸化炭素の可視光還元反応の主流はいまだ一酸化炭素・ギ酸が生成物であり,明確な反応メカニズムで証明される可視光エネルギーを利用した多電子還元に基づく二酸化炭素からメタノールやメタン生成系は皆無である.本提案では,可視光応答型半導体光触媒と複数の生体触媒材料をそれぞれの研究領域の垣根を超えて複合化させ,それぞれの欠点を補うとともに特徴を最大限活用できる新規な水を電子源とした二酸化炭素 のメタノールへの光還元に資する研究を進める.

  • 二酸化炭素利用のための光触媒・生体触媒複合材料の創製に関する国際共同研究

    研究課題/領域番号:19KK0144  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)) 代表者

    研究期間:

    2019年10月
    -
    2024年03月
     

  • 圧力・温度場非侵襲イメージング法の深化と移動変形物体,高温高圧場計測への展開

    基盤研究(B) 分担者・その他

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2022年03月
     

  • 色素・半導体光触媒・生体触媒ハイブリッド型革新的二酸化炭素光還元系の設計と創製

    新学術領域研究 代表者

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2020年03月
     

  • 多電子・水素イオン協奏型二酸化炭素-メタノール変換を触媒する革新的人工酵素の創製

    挑戦的萌芽研究 代表者

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2018年03月
     

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その他資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • バイオマス・二酸化炭素を原料としたソーラー燃料・化成品変換システムの構築に関する研究

    制度名:  環境総合研究推進費補助金 (補助金)  代表者

    研究期間:

    2011年06月
    -
    2014年03月

  • 藻類由来光合成器官の電極デバイス化とバイオ燃料変換系への展開

    制度名:  戦略的創造研究推進事業(個人型) (受託研究)  代表者

    研究期間:

    2011年03月
    -
    2016年03月

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 後期特別研究

    (2020年度)大学院 専門科目

  • 後期海外特別研究I

    (2020年度)大学院 専門科目

  • 前期特別研究

    (2020年度)大学院 専門科目

  • 化学前期特別研究I

    (2020年度)大学院 専門科目

  • 機能分子科学ゼミナール

    (2020年度)大学院 専門科目

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その他教育活動 【 表示 / 非表示

  • クラス担任

    (2020年度)

     概要を見る

    物質分子系専攻前期博士課程5名・後期博士課程1名の担任

教育活動実績 【 表示 / 非表示

  • 担当年度:2020年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    1名
    卒業論文審査数
    2件
    博士課程学生指導数(前期)
    5名
    博士課程学生指導数(後期)
    1名
    修士論文審査数(主査)
    2件
    修士論文審査数(副査)
    1件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2018年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    1名
    卒業論文審査数
    1件
    博士課程学生指導数(前期)
    2名
    博士課程学生指導数(後期)
    0名
    修士論文審査数(主査)
    1件
    修士論文審査数(副査)
    0件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2017年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    1名
    卒業論文審査数
    1件
    博士課程学生指導数(前期)
    0名
    博士課程学生指導数(後期)
    0名
    修士論文審査数(主査)
    0件
    修士論文審査数(副査)
    1件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2016年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    2名
    卒業論文審査数
    2件
    博士課程学生指導数(前期)
    0名
    博士課程学生指導数(後期)
    1名
    修士論文審査数(主査)
    0件
    修士論文審査数(副査)
    2件
    博士論文審査数(主査)
    1件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2015年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    1名
    卒業論文審査数
    1件
    博士課程学生指導数(前期)
    0名
    博士課程学生指導数(後期)
    1名
    修士論文審査数(主査)
    0件
    修士論文審査数(副査)
    0件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件

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社会貢献活動 【 表示 / 非表示

  • スゴイ科学SP! CO₂から新エネ?

    役割:取材協力

     対象:メディア 

    2019年12月
     
     

    テレビ大阪「やさしいニュース拡大SP」 

  • 葉緑素✛農薬で水素合成300倍

    役割:取材協力

     対象:メディア 

    2019年10月
     
     

    日経産業新聞 

  • CO2を生かす⑦ 電気と温水を作る住宅

    役割:取材協力

     対象:メディア 

    2019年10月
     
     

    日本経済新聞 

 

その他の活動 【 表示 / 非表示

  • 活動期間:

    2020年10月
    -
    現在

    活動内容:台湾国立大学AI-MATとの研究交流事業

    Taiwan

  • 活動期間:

    2019年10月
    -
    2024年03月

    活動内容:日本学術振興会の科学研究費助成事業(科研費)・国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))によるNational Taiwan Universityとの国際共同研究の実施

    Taiwan

  • 活動期間:

    2019年06月
    -
    現在

    活動内容:International Conference on Carbon Dioxide Utilization (ICCDU)の国際委員として国際会議の運営に従事.

  • 活動期間:

    2019年04月
    -
    2019年07月

    活動内容:WHTC2019アドバイザリー委員として国際会議運営に従事

  • 活動期間:

    2017年01月
    -
    現在

    活動内容:The Asia Pacific Association of Catalysis Society (APACS) committeeとして国際会議の運営に従事.