不均一系触媒の変動する活性構造の解明と制御:オペランド計算による開拓

• 研究課題/領域番号: 24K17554
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 宮崎 玲 北海道大学, 触媒科学研究所, 助教 (40988078)
• 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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 触媒化学 / 理論化学 / 構造活性相関

研究開始時の研究の概要

不均一系触媒は反応中に構造が動的に変化するため、触媒反応の理解には反応条件下での実在構造を明らかにする必要がある。一方、実在条件での実験的な測定はコストが高いため、理論計算による解析が求められる。しかし、従来のアプローチでは0 K・真空条件において計算が行われており、触媒の実在的な描像を得ることができない。そこで本研究では、実験温度・圧力下における反応シミュレーション(オペランド計算)を実現することで、触媒表面の組成変化や熱揺らぎが生む新たな活性種を見出す。また、それら活性構造の制御因子を明らかにすることで、新規触媒の設計指針を得ることを目指す。