Elucidation of the orbital origin of the scaling law for the design of innovative water electrolysis catalysts

• Project/Area Number: 25K00065
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 辻 雄太 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80727074)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2026: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2025: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: スケーリング則 / 軌道相互作用解析 / 酸素発生反応 / 高エントロピー酸化物 / 第一原理計算

Outline of Research at the Start

本研究は、水の電気分解による水素製造において最大のエネルギー障壁となる酸素発生反応（OER）の効率を飛躍的に高めることを目的とする。従来の触媒設計は、反応中間体の性質が一定の相関関係を示す、いわゆるスケーリング則により性能が制限されていた。本研究では、このスケーリング則の起源を原子・電子レベルの軌道相互作用に基づいて解明し、その制約を打破する新たな触媒設計指針を確立する。これにより、高効率な水素製造技術の基盤を構築し、持続可能なエネルギー社会の実現に貢献する。