Unraveling the Mechanism of Co-Electrolysis of H2O and CO2 in Solid Oxide Electrolysis Cells by Combining Molecular Dynamics Simulation and Deep Learning

• Project/Area Number: 24K17215
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Guo Yuting (郭玉テイ) 京都大学, 工学研究科, 助教 (00978778)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 固体酸化物形電解セル / 共電解 / 分子動力学 / 深層学習

Outline of Research at the Start

固体酸化物形電解セルによる水蒸気・CO2共電解技術は，エネルギーキャリアの合成や，温室効果ガスの削減を達成する上で有効である．しかし，その共電解反応に関する研究はまだ不足しており，特に微視的な解析手法が確立されていないため，分子レベルの反応機構に科学的知見が十分ではない．本研究では，SOECの多孔質水素極中で生じる水蒸気・CO2の共電解反応において，混合ガスの吸着・脱離・表面拡散といった界面輸送現象を分子論的手法を用いて解明することを目的とする．