22pPSA-22 第一原理分子動力学によるカーボンアロイ触媒の反応サイト探索 原子力機構放射光, 筑波大計科セ A , 北陸先端大 B , 東大工 C , 群大院工 D 池田隆司, Mauro Boero A , 寺倉清之 B , 尾嶋正治 C , 尾崎純一 D Exploration of Active Sites of Carbon Alloy Catalysts via First Principles Molecular Dynamics JAEA, Univ. of Tsukuba A , JAIST B , Univ. of Tokyo C , Gunma Univ. D T. Ikeda, M. Boero A , K. Terakura B , M. Oshima C , J. Ozaki D 窒素ドープしたカーボンアロイ触媒が固体高分子形燃料電池の空気極 における酸素分子還元反応の有力な Pt 代替触媒として注目を集めてい る[1,2]. 更なる触媒機能の高度化のためには, 触媒活性点や反応機構の ミクロな理解が必須である. 本研究では, 炭素材を縁のあるグラフェン シートとして簡素化し, 第一原理電子状態計算を基盤とした分子動力学 計算により, グラフェンにおける触媒活性に寄与する窒素の配置, およ び触媒活性点での酸素分子還元反応の反応機構を調べている. これまで に, 窒素をグラフェンの特定の位置にドープすると金属がなくても触媒 活性を示すことを見出している. 我々のシミュレーションによって示唆 さ れ た 触 媒 活 性 に 寄 与 す る 窒 素 の 配 置 は , 放 射 光 を 用 い た 分 光 実 験 [3] によって得られた結果と矛盾していない. 本発表では, これまでに得ら れた結果をまとめて紹介する予定である. [1] 尾崎純一、工業材料 54, 42 (2006). [2] J. Ozaki et al ., Carbon 45, 1847 (2007). [3] H. Niwa et al ., to be submitted to J. Electrochem. Soc.
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