酸素発生触媒の耐久性向上：寿命予測理論による反応条件最適化

• 研究課題/領域番号: 25K01887
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 大岡 英史 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90825994)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2028年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 電極触媒 / 寿命予測 / 応用数理 / 反応速度論

研究開始時の研究の概要

水の電気分解による水素製造を社会実装するため、陽極の酸素発生反応 (2H2O -> O2 + 4H+ + 4e-)を数年単位で駆動できる非貴金属触媒が求められている。しかし、触媒寿命を実験で直接評価するには年単位の測定時間が必要である。また、量子化学計算などで寿命を予測する方法も確立されていないため、理論で材料探索を効率化することも困難である。以上踏まえ、本研究では、実験データから触媒寿命を予測する数理モデルを構築し、反応条件（電圧、pH）を最適化することで耐久性を向上する。