• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

電子移動を伴う化学反応を追う:電極/水溶液界面での第一原理シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 19340077
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所 (2008-2009)
東京大学 (2007)

研究代表者

大谷 実  独立行政法人産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 研究員 (50334040)

研究分担者 杉野 修  東京大学, 物性研究所, 准教授 (90361659)
森川 良忠  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80358184)
館山 佳尚  物質材料研究機構, その他・研究員 (70354149)
濱田 幾太郎  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教
浜田 幾太郎  大阪大学, 産業科学研究所, 招聘研究員 (80419465)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2009年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2008年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2007年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード固液界面 / 電気化学反応 / 燃料電池 / 分子動力学 / シミュレーション / 電気二重層 / 第一原理計算 / 分子動力学シミュレーション / 有効遮蔽媒質法 / ブルームーンアンサンブル法 / 水素発生反応 / 有効遮蔽
研究概要

第一原理分子動力学シミュレーション手法を用いて,電気化学反応のシミュレーションを行った.固液界面における電子移動反応・界面構造の変化・吸着状態の変化など,電圧を印加した界面に特有な物理が多数明らかになった.

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (38件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interaction of water with a metal surface: Importance of van der Waals forces2010

    • 著者名/発表者名
      I. Hamada, K. Lee,, Y. Morikawa
    • 雑誌名

      Physical Review B Vol.81

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density Functional analysis of hydrogen on Pt(111): electric field, solvent, and coverage effects2010

    • 著者名/発表者名
      I. Hamada, Y. Morikawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C Vol.112

      ページ: 10889-10838

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic hyperpolarizability calculation without the periodic images for a large nonlinear molecule2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Takimoto, M.Otani, O.Sugino
    • 雑誌名

      Physical Review B 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of water with a metal surface : Importance of van der Waals forces2010

    • 著者名/発表者名
      I.Hamada, K.Lee, Y.Morikawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetric hydrogen bond in a water-hydroxyl complex on Cu(110)2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kumagai, M.Kaizu, H.Okuyama, S.Hatta, T.Aruga, I.Hamada, Y.Morikawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyper-Volcano surface for oxygen reduction reactions over noble metals2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto, O.Sugino
    • 雑誌名

      Jorunal of Physical Chemistry C 114

      ページ: 4473-4478

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Green's function method for elimination of the spurious multipole interaction in the surface/interface slab model2009

    • 著者名/発表者名
      I.Hamada, M.Otain, O.Sugino
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunneling dynamics of hydroxyl group adsorbed on Cu(110)2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kumagai, M.Kaizu, H.Okuyama, S.Hatta, T.Aruga, I.Hamada, Y.Morikawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電極反応の第一原理分子動力学シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      大谷実, 濱田幾太郎
    • 雑誌名

      固体物理 44

      ページ: 55-62

    • NAID

      40016447973

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理シミュレーションから見た電極界面の電化移動反応-燃料電池・水電解の水素極を対象として-2009

    • 著者名/発表者名
      池庄司民夫, 杉野修, 森川良忠, 大谷実, 濱田幾太郎, 岡本穏治
    • 雑誌名

      電気化学 77

      ページ: 241-247

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the water platinum interface-a first principles simulation under bias potential-2008

    • 著者名/発表者名
      M. Otani, I. Hamada, O. Sugino, Y. Morikawa, Y. Okamoto, T. Ikeshoji
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics Vol.10

      ページ: 3609-3612

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrode dynamics from first principles2008

    • 著者名/発表者名
      M. Otani, I. Hamada, O. Sugino, Y. Morikawa, Y. Okamoto, T. Ikeshoji
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan Vol.77

    • NAID

      110006613909

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the water-platinum interface-a first principles simulation under bias potential2008

    • 著者名/発表者名
      M. Otani, I. Hamada, O. Sugino, Y. Morikawa, Y. Okamoto, T. Ikeshoji
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 10

      ページ: 3609-3612

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrode dynamics from first principles2008

    • 著者名/発表者名
      M.Otani, I.Hamada, O.Sugino, Y.Morikawa, 他2名
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 77

    • NAID

      110006613909

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study of the initial oxidation processes on the Si(001)surface2008

    • 著者名/発表者名
      N.Takahashi, Y.Nakamura, J.Nara, Y.Tateyama, 他2名
    • 雑誌名

      Surf.Sci 602

      ページ: 768-777

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles molecular dynamics simulation of biasedelectrode/solution interface2007

    • 著者名/発表者名
      O.Sugino, L.Hamada, M.Otani, Y.Morikawa, 他2名
    • 雑誌名

      Surface Science 601

      ページ: 5237-5240

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free energy calculation of water addition coupled to reduction of aqueous RuO_42007

    • 著者名/発表者名
      Y.Tateyama, J.Blumberger, T.Ohno, M.Sprik
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys 126

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 周期セルを用いた電子状態計算の問題とその改善:動的感受率の計算2010

    • 著者名/発表者名
      滝本佳成、大谷実、杉野修
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 周期セルを用いた電子状態計算の問題とその改善:永久多重極子を持つ系の計算2010

    • 著者名/発表者名
      濱田幾太郎、大谷実、杉野修、森川良忠
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] First principles molecular dynamics simulation of water-Platinum interface under a positive potential2009

    • 著者名/発表者名
      M. Otani, T. Ikeshoji, O. Sugino
    • 学会等名
      Horiba-ISSP International Symposium, Hydrogen and water in condensed matter physics
    • 発表場所
      千葉県, 日本
    • 年月日
      2009-10-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] First principles study of clean and hydrogen preadsorbed Rh(111) surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      I. Hamada, Y. Morikawa
    • 学会等名
      Horiba-ISSP International Symposium, Hydrogen and water in condensed matter physics
    • 発表場所
      千葉県, 日本
    • 年月日
      2009-10-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] First principles molecular dynamics simulation of water-Platinum interface under a positive potential2009

    • 著者名/発表者名
      Minoru Otani, Tamio Ikeshoji, Osamu Sugino
    • 学会等名
      Horiba-ISSP International Symposium, Hydrogen and water in condensed matter physics
    • 発表場所
      千葉県生命の森リゾート
    • 年月日
      2009-10-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] First-principles study of clean and hydrogen preadsorbed Rh(111)surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      Ikutaro Hamada, Yoshitada Morikawa
    • 学会等名
      Horiba-ISSP International Symposium, Hydrogen and water in condensed matter physics
    • 発表場所
      千葉県生命の森リゾート
    • 年月日
      2009-10-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金属上への水吸着に対するファン・デル・ワールス力影響2009

    • 著者名/発表者名
      濱田幾太郎、森川良忠
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Pt電極上の吸着水素:被服率と振動数の電位依存性2009

    • 著者名/発表者名
      友成六実, 大谷実, 杉野修
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      立教大学, 東京都
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles Study of Hydrogen on Pt(111)in an Electrochemical Condition2008

    • 著者名/発表者名
      I.Hamada and Y.Morikawa
    • 学会等名
      11thSanken International Symposium, 6thNanotechnology Center International Symposimu, 1stMSTEC International Symposium
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center,Awaji,s Japan
    • 年月日
      2008-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Bias dependence of the water/Pt (111) interface structure : First-principles molecular dynamics simulation studies2008

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      The 11th Asian Workhop on First-principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2008-11-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] First-principles simulations for chemical reactions at interfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Morikawa
    • 学会等名
      Handai Nanoscience and Nanotechnology Intemational Symposium, -Spin, Photonic, and Molecular Devides in Quantum Limit
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 有効遮蔽体法による大規模第一原理分子動力学計算2008

    • 著者名/発表者名
      大谷実
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岩手大学, 岩手県
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] First principles simulations on structure of water/Pt interface under negative potential2008

    • 著者名/発表者名
      M. Otani, I. Hamada, O. Sugino, Y. Morikawa, Y. Okamoto, T. Ikeshoji
    • 学会等名
      59th Annual meeting of the International Society of Electrochmistry
    • 発表場所
      Seville, Spain
    • 年月日
      2008-09-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] First principles molecular dynamics simulation of water/Pt interface under negative potential2008

    • 著者名/発表者名
      M. Otani, I. Hamada, O. Sugino, Y. Morikawa, Y. Okamoto, T. Ikeshoji
    • 学会等名
      Faraday Discussion
    • 発表場所
      Southampton, United Kingdom
    • 年月日
      2008-07-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 電極表面の第-原理シミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      大谷 実
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Novel First-Principles Molecular Dynamics Method for Free Energy Analysis of Redox Reaction2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tateyama
    • 学会等名
      MANA International Symposium2008
    • 発表場所
      物質材料機構
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 第-原理計算から見た鉄中の水素-空孔・欠陥相互作用2008

    • 著者名/発表者名
      館山 佳尚
    • 学会等名
      水素脆化研究の基盤構築フォーラム
    • 発表場所
      上智大学
    • 年月日
      2008-03-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dellsity functional calculations for electrochemical reaction at water/Pt(111)interface2008

    • 著者名/発表者名
      M.Otani
    • 学会等名
      CREST Symposium on Theories and Simulations for Charge Migration and Chemical Reactions at Nano-Scale Interfaces
    • 発表場所
      TsUkuba International Collgress Center(Epochal Tsukuba),Japans
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Effective Screening Medium(ESM)modeling of metal-solution interfaces2008

    • 著者名/発表者名
      O.Sugillo
    • 学会等名
      CREST Symposium on Theories and Simulations for Charge Migration and Chemical Reactions at Nano-Scale Interfaces
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center(Epochal Tsukuba),Japan
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First-principles study of hydhogen on Pt(111)in an electrochemical condition2008

    • 著者名/発表者名
      I.Hamada and Y.Morikawa
    • 学会等名
      CREST Symposium on Theories and Shnulations fbr Charge Migration and Chemical Reactiolls at Nano-Scale Interfaces
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center(Epochal Tsukuba),Japan
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Computational electrochemistry:電気化学反応に対する新規第一原理アプローチ2007

    • 著者名/発表者名
      館山 佳尚
    • 学会等名
      東京大学物性研究所短期研究会「物性科学のフロンティア2007」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First-principles molecular dynamics simUlations of electrochemical reacti ons at the water/Pt(111)interface2007

    • 著者名/発表者名
      I.Hamada, M.Otani, YMonkawa, O.Sugino, 他2名
    • 学会等名
      The 10th Asian Workshop on First-Principles EIectronic Structure CalacUlations
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-10-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] DFT/TDDFT計算による励起エネルギ-過大評価問題2007

    • 著者名/発表者名
      館山 佳尚、大塚 教雄、L.Bemasconi, M.Sprik
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 白金表面における水素の第一原理的研究:被服率、電場および溶媒効果2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 幾太郎、森川 良忠
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles simulation of biased metal/water interface with a hydrated proton2007

    • 著者名/発表者名
      M. Otani, I. Hamada, O. Sugino, Y. Morikawa, Y. Okamoto, T. Ikeshoji
    • 学会等名
      58th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Banff, Canada
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] First-Principles simulation of biased metaYwater interface with a hydrated proton2007

    • 著者名/発表者名
      M.Otani, l.Hamada, O.Sugino, Y.Morikawa, 他2名
    • 学会等名
      58th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Banff,Canada
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First principles simulations of electrochemical reactions at the water/Pt(111)interface2007

    • 著者名/発表者名
      L.Hamada, M.Otani, YMorikawa, O.Sugino, 他2名
    • 学会等名
      58th Annual Meeting of the Intemational Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Banff,Canada
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 酸化還元反応に対するab initio自由エネルギー計算手法の開発2007

    • 著者名/発表者名
      館山佳尚、J.Blumberger, 大野 隆央、M.Sprik
    • 学会等名
      第一回分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Water addition along with reduction of aqueous ruthenium complexes by ab initio free energy calculation method for bondbreaking/fbrmation coupled to eleCtrOn transfer2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Tateyama, J.Blumberger, T.Ohno, M.Sprik
    • 学会等名
      American Chemical Society234th national meeting & exposition
    • 発表場所
      Boston Convention & Exhibition center,USA
    • 年月日
      2007-08-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Electric Field Effect on the Atomic Geometries and Electronic Structures of Adsorbed Molecules on Metal Surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Monkawa, A.Nagoya, I.Hamada
    • 学会等名
      The International workshop on"Electron transport through a linked molecule in nano-scale"
    • 発表場所
      東大本郷キャンパス、小柴ホール
    • 年月日
      2007-08-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles Simulations of Chemical Reactions at Surfaces and Interfaces2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Morikawa, I.Hamada, S。Yanagisawa, 他9名
    • 学会等名
      9thDe La Salle University-Osaka University AcadeInic research Workshop & Symposium
    • 発表場所
      De La Salle University,Manila,PhilipPines
    • 年月日
      2007-08-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Density-Functional constrained molecular dynamics energy gap(DF-CMD-EG)method for free energy calculation of chemical reactin coupled to electron transfer2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Tateyama
    • 学会等名
      ISSP lnternational Workshop and Symposium on""Foundation and ApphcatioIls of the Density Functional Theory"
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-08-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First-principles description of electroxhemical reactions at water/Pt(111)interface2007

    • 著者名/発表者名
      M.Otani, I.Hamada, O.Sugino, Y.Morikawa, 他2名
    • 学会等名
      ISSp International Workshop and Symposium on""Foundation and Apphcations of the Density Functional Theory"
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-08-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 電子移動に伴う結合開列・形成反応向けの第-原理自由エネルギー計算手法の開発2007

    • 著者名/発表者名
      館山 佳尚
    • 学会等名
      「次世代ナノ情報機能・材料」成果報告会
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール
    • 年月日
      2007-07-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First principles simulations of electrochemical reactions at the water/Pt(111)interface2007

    • 著者名/発表者名
      I.Hamada, M.Otani, YMorikawa, O.Sugino, 他2名
    • 学会等名
      International Confeerence of Electrified Interfaces2007
    • 発表場所
      Sahoro,Hokkaido,Japan
    • 年月日
      2007-06-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical analysis of hydrogen on Pt(111): effect of coverage and an electric field2007

    • 著者名/発表者名
      I. Hadam, Y. Morikawa
    • 学会等名
      International Conference of Electrified Interfaces 2007
    • 発表場所
      北海道, 日本
    • 年月日
      2007-06-25
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical analysis of hydrogen on Pt(111):effect of coverage and an electric field2007

    • 著者名/発表者名
      I.Hamada and Y.Morikawa
    • 学会等名
      International Conference of Electrified Interfaces2007
    • 発表場所
      Sahoro,Eokkaido,Japan
    • 年月日
      2007-06-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles molecular dynamics simUlation of chemical reactions of electrode surface2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Morikawa
    • 学会等名
      Joint Symposium on Fundamental Aspects of Nanostructured Materials and Electrocatalysis
    • 発表場所
      Hokkaido University,Hokkaido,Japan
    • 年月日
      2007-06-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://staff.aist.go.jp/minoru.otani/

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2020-05-15  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi