電極表面の帯電による化学吸着機構の変化で発現する電極反応の解明

• 研究課題/領域番号: 24K08346
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 飯田 健二 北海道大学, 触媒科学研究所, 准教授 (20726567)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 固液界面 / 理論計算 / 電圧

研究開始時の研究の概要

電池や電気分解に用いる電極触媒について、表面構造を精密に設計して活性の向上が進められている。そうしたなかで、電圧がかかると触媒中心が酸化還元されることが報告されており、帯電した触媒中心への反応物の化学吸着機構について理解の深化が求められている。そこで本研究では、触媒金属を電極表面に埋め込んだ電極触媒と電解質水溶液の界面での電気化学反応を対象として、超並列第一原理計算と液体の統計力学理論を連成した理論計算手法で研究を行う。反応中心の電荷や電解質溶液の分布を解析して、反応エネルギーの電圧依存性の機構を明らかにし、帯電した電極と電解質溶液の界面の触媒作用について理解を深める。