電極表面の帯電による化学吸着機構の変化で発現する電極反応の解明

• Project/Area Number: 24K08346
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 飯田 健二 北海道大学, 触媒科学研究所, 准教授 (20726567)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 固液界面 / 理論計算 / 電圧

Outline of Research at the Start

電池や電気分解に用いる電極触媒について、表面構造を精密に設計して活性の向上が進められている。そうしたなかで、電圧がかかると触媒中心が酸化還元されることが報告されており、帯電した触媒中心への反応物の化学吸着機構について理解の深化が求められている。そこで本研究では、触媒金属を電極表面に埋め込んだ電極触媒と電解質水溶液の界面での電気化学反応を対象として、超並列第一原理計算と液体の統計力学理論を連成した理論計算手法で研究を行う。反応中心の電荷や電解質溶液の分布を解析して、反応エネルギーの電圧依存性の機構を明らかにし、帯電した電極と電解質溶液の界面の触媒作用について理解を深める。