鉛フリーペロブスカイト光触媒の理論設計：CO2還元効率の向上

• 研究課題/領域番号: 24K17663
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分32020:機能物性化学関連
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: ZHAO Pei 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 特任助教 (80990621)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ペロブスカイト / 光触媒 / CO2還元効率 / 理論計算

研究開始時の研究の概要

メタルハロゲンペロブスカイト(MHP)は、優れた光物性と安定性からCO2還元の光触媒として期待されている。環境問題の観点から鉛フリーの材料開発は重要であり、また機能向上には、多段階反応の反応機構や反応サイトなどの詳細な知見が必要である。本研究課題では、第一原理計算と適切な理論モデルを用いて、MHP光触媒によるCO2還元の性能向上を目指す。表面構造と性能の関係を明らかにし、反応経路から生成物の選択性を説明し、生成物の制御を行う。さらに、機械学習ポテンシャルを導入して、高速電子状態計算に基づく理論スクリーニングを行い、金属ドープによってMHP光触媒のCO2還元の効率を向上させ、新しい鉛フリーMHP光触媒を提案する。