SHIMOYAMA Yuto
助教
下山 雄人 シモヤマ ユウト しもやま ゆうと
プロフィール
最終学歴・学位
東京大学 大学院総合文化研究科 広域化学専攻 博士後期課程 博士（学術）
専門・研究分野
電気化学、電極触媒、無機・錯体科学
研究
研究テーマ
1.ポリオキソメタレートを中心とした無機・錯体材料を用いた電極触媒の開発
2.無機・錯体材料と異種材料の複合化による材料開発と触媒応用
ーーーーーー
ポリオキソメタレート（Polyoxometalate, POM)は金属原子と酸素原子を主な構成要素とする金属酸化物クラスターです。～数nmの大きさを持つ分子性アニオンとして振る舞い、金属錯体と同様に明確な構造を持ちテーラーメイドな設計が可能です。また、POMの主骨格はW, Mo, V, Nbといった元素で構成されますが、遷移金属を中心とする種々のヘテロ元素を組み込むこともできます。
POMは①多電子の酸化還元特性(電子の吸蔵-放出特性）、②プロトン吸蔵-放出機能、③酸・塩基特性 を併せ持ち、様々な酸化還元反応や酸・塩基反応の触媒として機能することが知られています。私は、このPOMと異種材料を複合化することで、多様性を更に拡張するとともに、POMの機能を更に高めたり、POM単体では発現しないような機能を見出すことを目標として研究を行っています。
現在は、開発した材料の電気化学的な用途（電極触媒）への応用を中心に研究を進めています。1室型のビーカーセルや2室型のH型セルを用いた材料の電気化学特性の評価、XRD、SEM-EDS、XPSなどの種々の物性評価を行い、どんな材料なのか、どんな物性なのかを明らかにしていきます。良好な特性を示した材料に対しては燃料電池セルや水電解セルを用いた実セル評価も行います。
研究キーワード
電気化学、電極触媒、無機・錯体化学、ポリオキソメタレート、水電解、小分子の電気化学的な変換反応（CO2還元、硝酸イオン還元など）
詳細情報
(1) Aoki, H.; Saito, H.; Shimoyama, Y.; Kuwabara, J.; Yasuda, T.; Kanbara, T. Synthesis of conjugated polymers containing octafluorobiphenylene unit via Pd-catalyzed cross-dehydrogenative-coupling reaction. ACS Macro Lett. 2018, 7 (1), 90-94. DOI: 10.1021/acsmacrolett.7b00887.
(2) Shimoyama, Y.; Kuwabara, J.; Kanbara, T. Mechanistic study of Pd/Ag dual-catalyzed cross-dehydrogenative coupling of perfluoroarenes with thiophenes. ACS Catal. 2020, 10 (5), 3390-3397. DOI: 10.1021/acscatal.9b05326.
(3) Kinoshita, Y.; Shimoyama, Y.; Masui, Y.; Kawahara, Y.; Arai, K.; Motohashi, T.; Noda, Y.; Uchida, S. Amorphous High-Surface-Area Aluminum Hydroxide–Bicarbonates for Highly Efficient Methyl Orange Removal from Water. Langmuir 2020, 36 (22), 6277-6285. DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c00021.
(4) Shimoyama, Y.; Weng, Z.; Ogiwara, N.; Kitao, T.; Kikukawa, Y.; Uchida, S. Isostructural mesoporous ionic crystals as a tunable platform for acid catalysis. Dalton Trans. 2020, 49 (30), 10328-10333. DOI: 10.1039/D0DT01202E.
(5) Shimoyama, Y.; Uchida, S. Structure-function relationships of porous ionic crystals (PICs) based on polyoxometalate anions and oxo-centered trinuclear metal carboxylates as counter cations. Chem. Lett. 2021, 50 (1), 21-30. DOI: 10.1246/cl.200603.
(6) Takeyasu, K.; Furukawa, M.; Shimoyama, Y.; Singh, S. K.; Nakamura, J. Role of pyridinic nitrogen in the mechanism of the oxygen reduction reaction on carbon electrocatalysts. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60 (10), 5121-5124. DOI: 10.1002/anie.202014323.
(7) Haraguchi, N.; Okunaga, T.; Shimoyama, Y.; Ogiwara, N.; Kikkawa, S.; Yamazoe, S.; Inada, M.; Tachikawa, T.; Uchida, S. Formation of Mixed‐Valence Luminescent Silver Clusters via Cation‐Coupled Electron‐Transfer in a Redox‐Active Ionic Crystal Based on a Dawson‐type Polyoxometalate with Closed Pores. Eur. J. Inorg. Chem. 2021, 2021 (16), 1531-1535. DOI: 10.1002/ejic.202100101.
(8) Miyoshi, A.; Shimoyama, Y.; Mogi, H.; Ubukata, H.; Hirayama, N.; Tanaka, A.; Arai, K.; Morita, S.; Yui, T.; Uchida, S. Photocatalytic Water Oxidation by Phosphotungstate and Mg-Al Layered Double Hydroxide Hybrid. Chem. Lett. 2022, 51 (2), 107-110. DOI: 10.1246/cl.210621.
(9) Shimoyama, Y.; Ogiwara, N.; Weng, Z.; Uchida, S. Oxygen evolution reaction driven by charge transfer from a Cr complex to Co-containing polyoxometalate in a porous ionic crystal. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144 (7), 2980-2986. DOI: 10.1021/jacs.1c10471.
(10) Watanabe, Y.; Hyeon-Deuk, K.; Yamamoto, T.; Yabuuchi, M.; Karakulina, O. M.; Noda, Y.; Kurihara, T.; Chang, I.-Y.; Higashi, M.; Tomita, O. Polyoxocationic antimony oxide cluster with acidic protons. Sci. Adv. 2022, 8 (24), eabm5379. DOI: 10.1126/sciadv.abm5379.
(11) Tajuddin, A. A.H.; Ohto, T.; Tanimoto, H.; Fujita, T.; Jeong, S.; Fukazawa, A.; Shimoyama, Y.; Misu, Y.; Takano, K.; Matsuoka, K. Toluene‐Poisoning‐Resistant High‐Entropy Non‐Noble Metal Anode for Direct One‐Step Hydrogenation of Toluene to Methylcyclohexane. ChemSusChem 2025, 18 (2), e202401071. DOI: 10.1002/cssc.202401071.
(12) Li, X.; Sun, J.; Ma, H.; Long, X.; Li, T.; Shimoyama, Y.; Naito, T.; Sato, K.; Yamada, H.; Nagaoka, K. Efficient metallic Ni as a bifunctional electrocatalyst for integrating continuous PET plastic upcycling with hydrogen production. Appl. Catal. B: Environ. Energy 2025, 371, 125211. DOI: 10.1016/j.apcatb.2025.125211.
(13) Peng, Y.; Wang, H.; Li, R.; Teng, N.; Ding, L.; Wu, H.; Sakurai, T.; Liang, S.; Shimoyama, Y.; Sato, K. Decoration of dual cocatalysts on ultra-thin carbon nitride for efficient H2O2 photosynthesis. J. Mater. Chem. A 2025, 13 (44), 37883-37896. DOI: 10.1039/D5TA06035D.
(2) Shimoyama, Y.; Kuwabara, J.; Kanbara, T. Mechanistic study of Pd/Ag dual-catalyzed cross-dehydrogenative coupling of perfluoroarenes with thiophenes. ACS Catal. 2020, 10 (5), 3390-3397. DOI: 10.1021/acscatal.9b05326.
(3) Kinoshita, Y.; Shimoyama, Y.; Masui, Y.; Kawahara, Y.; Arai, K.; Motohashi, T.; Noda, Y.; Uchida, S. Amorphous High-Surface-Area Aluminum Hydroxide–Bicarbonates for Highly Efficient Methyl Orange Removal from Water. Langmuir 2020, 36 (22), 6277-6285. DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c00021.
(4) Shimoyama, Y.; Weng, Z.; Ogiwara, N.; Kitao, T.; Kikukawa, Y.; Uchida, S. Isostructural mesoporous ionic crystals as a tunable platform for acid catalysis. Dalton Trans. 2020, 49 (30), 10328-10333. DOI: 10.1039/D0DT01202E.
(5) Shimoyama, Y.; Uchida, S. Structure-function relationships of porous ionic crystals (PICs) based on polyoxometalate anions and oxo-centered trinuclear metal carboxylates as counter cations. Chem. Lett. 2021, 50 (1), 21-30. DOI: 10.1246/cl.200603.
(6) Takeyasu, K.; Furukawa, M.; Shimoyama, Y.; Singh, S. K.; Nakamura, J. Role of pyridinic nitrogen in the mechanism of the oxygen reduction reaction on carbon electrocatalysts. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60 (10), 5121-5124. DOI: 10.1002/anie.202014323.
(7) Haraguchi, N.; Okunaga, T.; Shimoyama, Y.; Ogiwara, N.; Kikkawa, S.; Yamazoe, S.; Inada, M.; Tachikawa, T.; Uchida, S. Formation of Mixed‐Valence Luminescent Silver Clusters via Cation‐Coupled Electron‐Transfer in a Redox‐Active Ionic Crystal Based on a Dawson‐type Polyoxometalate with Closed Pores. Eur. J. Inorg. Chem. 2021, 2021 (16), 1531-1535. DOI: 10.1002/ejic.202100101.
(8) Miyoshi, A.; Shimoyama, Y.; Mogi, H.; Ubukata, H.; Hirayama, N.; Tanaka, A.; Arai, K.; Morita, S.; Yui, T.; Uchida, S. Photocatalytic Water Oxidation by Phosphotungstate and Mg-Al Layered Double Hydroxide Hybrid. Chem. Lett. 2022, 51 (2), 107-110. DOI: 10.1246/cl.210621.
(9) Shimoyama, Y.; Ogiwara, N.; Weng, Z.; Uchida, S. Oxygen evolution reaction driven by charge transfer from a Cr complex to Co-containing polyoxometalate in a porous ionic crystal. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144 (7), 2980-2986. DOI: 10.1021/jacs.1c10471.
(10) Watanabe, Y.; Hyeon-Deuk, K.; Yamamoto, T.; Yabuuchi, M.; Karakulina, O. M.; Noda, Y.; Kurihara, T.; Chang, I.-Y.; Higashi, M.; Tomita, O. Polyoxocationic antimony oxide cluster with acidic protons. Sci. Adv. 2022, 8 (24), eabm5379. DOI: 10.1126/sciadv.abm5379.
(11) Tajuddin, A. A.H.; Ohto, T.; Tanimoto, H.; Fujita, T.; Jeong, S.; Fukazawa, A.; Shimoyama, Y.; Misu, Y.; Takano, K.; Matsuoka, K. Toluene‐Poisoning‐Resistant High‐Entropy Non‐Noble Metal Anode for Direct One‐Step Hydrogenation of Toluene to Methylcyclohexane. ChemSusChem 2025, 18 (2), e202401071. DOI: 10.1002/cssc.202401071.
(12) Li, X.; Sun, J.; Ma, H.; Long, X.; Li, T.; Shimoyama, Y.; Naito, T.; Sato, K.; Yamada, H.; Nagaoka, K. Efficient metallic Ni as a bifunctional electrocatalyst for integrating continuous PET plastic upcycling with hydrogen production. Appl. Catal. B: Environ. Energy 2025, 371, 125211. DOI: 10.1016/j.apcatb.2025.125211.
(13) Peng, Y.; Wang, H.; Li, R.; Teng, N.; Ding, L.; Wu, H.; Sakurai, T.; Liang, S.; Shimoyama, Y.; Sato, K. Decoration of dual cocatalysts on ultra-thin carbon nitride for efficient H2O2 photosynthesis. J. Mater. Chem. A 2025, 13 (44), 37883-37896. DOI: 10.1039/D5TA06035D.
2017年 3月 筑波大学 学長表彰
2018年 9月 Excellent Poster Award (Tsukuba Global Science Week)
2019年 10月 日本化学会 優秀ポスター賞 第9回CSJ化学フェスタ
2020年 10月 日本化学会 優秀ポスター賞 第10回CSJ化学フェスタ
2021年 10月 日本化学会 優秀ポスター賞 第11回CSJ化学フェスタ
2022年 12月 井上科学振興財団 第39回井上研究奨励賞
2018年 9月 Excellent Poster Award (Tsukuba Global Science Week)
2019年 10月 日本化学会 優秀ポスター賞 第9回CSJ化学フェスタ
2020年 10月 日本化学会 優秀ポスター賞 第10回CSJ化学フェスタ
2021年 10月 日本化学会 優秀ポスター賞 第11回CSJ化学フェスタ
2022年 12月 井上科学振興財団 第39回井上研究奨励賞
1.電気化学会
2.触媒学会
2.触媒学会
連絡先
研究室
天野研究室
内線番号
内線5561
メールアドレス
shimoyama-yuto●tmu.ac.jp
（メールを送信される場合は●を@に変換してください）
