2023 Fiscal Year Research-status Report
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22K14774
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
大岡 英史 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90825994)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 電極触媒 / 活性予測 / 応用数理 / 反応速度論 / 熱力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸素発生反応(2H2O --> O2 + 4H+ + 4e-)は、水の電気分解によるグリーン水素製造のボトルネックである。このため、酸素発生反応を効率化するための触媒開発が精力的に行われている。この背景には、Sabatier則と呼ばれる、1913年頃に提唱された法則がある。この法則は、「良い触媒とは、反応基質と適度に相互作用をするものである。なぜなら、相互作用が弱すぎると触媒が十分に作用できず、逆に強すぎると触媒から反応基質が離れないためである。」と主張するものであり、現在の不均一触媒開発の礎となる基本指針である。特に、近年の機械学習を用いたデータ駆動型触媒設計でも広く使われている設計指針である。一方で、熱力学的な観点のみでは、反応がどの程度速く進むか、という定量的な活性予測が困難であるため、Sabatier則による活性予測の精度向上が課題となっている。
本研究では触媒開発を効率化するため、反応速度論に基づき、酸素発生反応の活性予測モデルを構築した。具体的には活性予測の数式を導出し、その妥当性を実験的に検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
論文として発表できていないものの、理論式が実験データを再現しうることを確認できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
電極触媒理論の論文として執筆し、専門誌に投稿する。
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| Causes of Carryover |
論文の査読過程において追加実験が必要となる可能性を考慮して、消耗品代として繰り越した。追加実験を要求されなかった場合には、電気化学会など、電極触媒の学会参加費にも活用する。
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Research Products
(9 results)
