Development of a Novel Thermal Pyrolysis Simulation for Polymers using Coarse-grained Molecular Dynamics Framework

• Project/Area Number: 24K20949
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 64030:Environmental materials and recycle technology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 石田 崇人 名古屋大学, 高等研究院(工), 特任助教 (80968438)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: ケミカルリサイクル / 熱分解 / 粗視化分子動力学 / マルチスケール

Outline of Research at the Start

本研究では，炭素資源循環の実現に不可欠なケミカルリサイクルにおける高分子の熱分解現象に焦点を当て，実分解温度と対応する温度域で熱分解シミュレーションを行える計算手法を構築する．近年，高効率なケミカルリサイクルを実現する熱分解条件の探索のために計算科学的手法の発展が望まれているのだが，従来の方法では，計算効率の問題から非常に高温環境に相当する条件での検討に留まっており，実用分解温度域との間で無視できない対象温度の乖離がある．本研究課題では，そのギャップを埋めるべく，長時間ダイナミクスを現実的な計算資源で計算可能な粗視化分子動力学の枠組みを拡張して新規の高分子熱分解シミュレーション技法を構築する．