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スピルオーバー水素貯蔵材料の動的理論解明と高密度化

研究課題

研究課題/領域番号 24560813
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

佐原 亮二  独立行政法人物質・材料研究機構, 構造材料ユニット, 主幹研究員 (30323075)

研究分担者 川添 良幸  未来科学技術共同研究センター, 教授 (30091672)
水関 博志  韓国科学技術研究院, 主幹研究員 (00271966)
ベロスルドフ ロディオン  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10396517)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード水素貯蔵材料 / 第一原理計算 / 全電子混合基底法 / 解離 / 密度汎関数理論 / 解離反応 / ホウ化物 / 電子励起状態 / 時間依存密度汎関数理論
研究成果の概要

本研究の目的は、第一原理計算により水素貯蔵材料の電子状態解析や安定性の解析を行い、貯蔵材料の高密度化のための理論的指針を得ることである。全電子混合基底法プログラムTOMBOに導入した時間依存密度汎関数理論により、電子の励起状態を考慮した水素分子の担持金属への解離吸着のシミュレーションを実行した。本過程は、スピルオーバープロセスのうち、初期の段階に対応する。本研究では、金属触媒としてニッケルクラスターを導入した。基底状態のシミュレーションでは、水素分子はニッケルクラスター上で振動するのみであるのに対し、一電子をHOMOからLUMOへ励起した場合、解離しニッケル水素化物を形成することが確認された。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 全電子混合基底法プログラムTOMBOを活用した材料科学2014

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二、小野頌太、大野かおる
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 53 ページ: 400-404

    • NAID

      130004687160

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 全電子混合基底法プログラムTOMBOによる水素貯蔵材料開発2015

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二、水関博志、Marcel H. F. Sluiter、大野かおる、川添良幸
    • 学会等名
      ナノ学会第13回大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Introduction of TOMBO ~ Development of hydrogen storage materials ~2013

    • 著者名/発表者名
      R. Sahara, H. Mizuseki, M. Sluiter, K. Ohno, and Y. Kawazoe
    • 学会等名
      Working Group Meeting of Asian Consortium on Computational Materials Science
    • 発表場所
      National Taiwan University of Science and Technology
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 全電子混合基底法プログラムTOMBOによる水素貯蔵材料開発2012

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二、水関博志、Marcel Sluiter、大野かおる、川添良幸
    • 学会等名
      平成24年度 計算材料科学研究拠点(CMRI) 第一回シンポジウム
    • 発表場所
      東北大金研
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of all-electron mixed-basis ab initio program TOMBO and application for developing hydrogen storage materials2012

    • 著者名/発表者名
      R. Sahara, H. Mizuseki, M. Sluiter, K. Ohno, and Y. Kawazoe
    • 学会等名
      244th ACS National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Philadelphia
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 全電子混合基底法プログラムTOMBOによる水素貯蔵材料の開発2012

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二、水関博志、Marcel Sluiter、大野かおる、川添良幸
    • 学会等名
      金属学会秋期大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of a nickel cluster on the dissociation process of hydrogen molecule2012

    • 著者名/発表者名
      R. Sahara, H. Mizuseki, M. Sluiter, K. Ohno, and Y. Kawazoe
    • 学会等名
      International Symposium on Metal-Hydrogen Systems
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Introduction of TOMBO2012

    • 著者名/発表者名
      R. Sahara, H. Mizuseki, M. Sluiter, K. Ohno, and Y. Kawazoe
    • 学会等名
      Asian Consortium on Computational Materials Science-Virtual Organization
    • 発表場所
      東北大金研
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 全電子混合基底法プログラムTOMBOによる水素貯蔵材料設計

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二、水関博志、Marcel H. F. Sluiter、大野かおる、川添良幸
    • 学会等名
      ナノ学会第11回大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of hydrogen storage materials using TOMBO

    • 著者名/発表者名
      R. Sahara, H. Mizuseki, Marcel H. F. Sluiter, K. Ohno, and Y. Kawazoe
    • 学会等名
      The 7th conference of the Asian Consortium on Computational Materials Science
    • 発表場所
      タイ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of a nickel dimer on the dissociation dynamics of a hydrogen molecule

    • 著者名/発表者名
      R. Sahara, H. Mizuseki, Marcel H. F. Sluiter, K. Ohno, and Y. Kawazoe
    • 学会等名
      20th Anniversary of TOMBO and Russian Megagrant Opening International Conference
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピルオーバーを利用した水素貯蔵材料の高密度化

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二
    • 学会等名
      平成25年度「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題中間報告会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of hydrogen storage materials using all electron mixed basis program TOMBO

    • 著者名/発表者名
      R. Sahara, H. Mizuseki, Marcel H. F. Sluiter, K. Ohno, and Y. Kawazoe
    • 学会等名
      International Conference on Materials Engineering for Resources
    • 発表場所
      秋田
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 水素利用技術集成2014

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二、水関博志、Marcel H. F. Sluiter、大野かおる、川添良幸
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      エヌティーエス出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 水素利用技術集成Vol. 4(担当した章のタイトル: 全電子混合基底法プログラムを用いた水素貯蔵材料設計)2014

    • 著者名/発表者名
      佐原亮二、水関博志、Marcel H. F. Sluiter、大野かおる、川添良幸
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス出版
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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