分子シミュレーションによる革新的な水素貯蔵ソフト多孔体の探索

• 研究課題/領域番号: 26620060
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 田中 秀樹 京都大学, 工学研究科, 講師 (80376368)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: ゼオライト鋳型炭素 / 水素貯蔵 / 分子シミュレーション

研究成果の概要

分子動力学法を用いたゼオライト鋳型炭素（zeolite templated carbon: ZTC）合成の計算機実験を行い，17種類のゼオライトから3次元ネットワーク構造を有するZTCを得た。また，各ZTCモデルに対するグランドカノニカルモンテカルロシミュレーション（吸着圧：100 bar，脱着圧：1 bar, 温度77 K）によって，FAUおよびBEAゼオライトを鋳型とするZTCでは，液体水素密度（1 bar, 20 K）の2/3に匹敵する水素貯蔵量を達成可能であることを明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Understanding gate adsorption behaviour of CO2 on elastic layer-structured metal-organic framework-11 (2016)
  • 著者名/発表者名: Shotaro Hiraide, Hideki Tanaka and Minoru T. Miyahara
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 45 号: 10 ページ: 4193-4202
  • DOI: 10.1039/c5dt03476k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 吸着等温線の解析法－メソ孔径分布解析－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹
  • 雑誌名: Adsorption News 巻: 29(4) ページ: 12-19
• [雑誌論文] 低温物理吸着による水素同位体分離 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹, 宮原 稔
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 31 号: 1 ページ: 32-38
  • DOI: 10.11203/jar.31.32
  • NAID: 130005141294
  • ISSN: 0912-2834, 1881-543X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential theory for gate adsorption on soft porous crystals (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryouhei Numaguchi, Hideki Tanaka, Shotaro Hiraide and Minoru T. Miyahara
  • 雑誌名: Molecular Simulation 巻: 41 号: 16-17 ページ: 1329-1338
  • DOI: 10.1080/08927022.2015.1047369
  • 査読あり
• [雑誌論文] 吸着等温線の解析法－マイクロ孔径分布解析－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹
  • 雑誌名: Adsorption News 巻: 29(3) ページ: 22-26
• [雑誌論文] Modelling and Visualization of CO2 Adsorption on Elastic Layer-Structured Metal-Organic Framework-11: Toward a Better Understanding of Gate Adsorption Behavior (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, S. Hiraide, A. Kondo, and M. T. Miyahara
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 119 号: 21 ページ: 11533-11543
  • DOI: 10.1021/jp512870p
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metal–semiconductor transition like behavior of naphthalene-doped single wall carbon nanotube bundles (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Khoerunnisa, A. Morelos-Gomez, H. Tanaka, T. Fujimori, D. Minami, R. Kukobat, T. Hayashi, S. Y. Hong, Y. C. Choi, M. Miyahara, M. Terrones, M. Endo, and K. Kaneko
  • 雑誌名: Faraday Discuss. 巻: 173 ページ: 145-156
  • DOI: 10.1039/c4fd00119b
  • NAID: 120007101484
  • 査読あり
• [学会発表] Hydrogen isotope separation by carbonaceous materials (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka and M. T. Miyahara
  • 学会等名: 2015 AIChE Annual Meeting
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] ナノ空間設計による吸着特性制御とその工学的モデル化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹
  • 学会等名: 材料化学システム工学討論会2015, 化学工学会 材料・界面部会
  • 発表場所: 東京工業大学, 東京
  • 年月日: 2015-08-31
  • 招待講演
• [学会発表] 分子シミュレーションによる炭素材料のモデリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹
  • 学会等名: 岡山大学異分野融合研究育成支援事業 シンポジウム 酸化グラフェン－無機・有機・高分子複合材料の合成と用途開拓
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山
  • 年月日: 2015-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Modeling of Carbonaceous Materials for Gas Separation and Storage (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideki Tanaka
  • 学会等名: 13th China-Japan-Korea Joint Symposium on Carbon Materials to Save the Earth (CES2015)
  • 発表場所: Xi’An, China
  • 年月日: 2015-08-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hydrogen Isotope Separation by Carbon Nanopores (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka and M. T. Miyahara
  • 学会等名: The 4th Symposium on Future Challenges for Carbon-Based Nanoporous Materials (CBNM-4)
  • 発表場所: Nagano, Japan
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 新規ゼオライト鋳型炭素のin silico合成およびその応用可能性の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中秀樹，瀬戸樹，西原洋知，京谷隆，宮原稔
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-10
• [学会発表] Modeling and Visualization of Elastic Layer-Structured Metal-Organic Framework-11 Encapsulating CO2: Toward a Better Understanding of Gate Adsorption Behavior (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, S. Hiraide, S. Watanabe, and M. T. Miyahara
  • 学会等名: AIChE Annual Meeting
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-21
• [学会発表] 金属有機構造体ELM-11におけるゲート吸着挙動のモデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹，平出 翔太郎, 近藤 篤，渡邉 哲，加納 博文，金子 克美，宮原 稔
  • 学会等名: 第28回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] Modeling and Visualization of Elastic Layer-Structured Metal-Organic Framework-11 Encapsulating CO2: Toward a Better Understanding of Gate Adsorption Behavior (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, S. Hiraide, S. Watanabe, and M. T. Miyahara
  • 学会等名: 4th International Conference on Metal-Organic Frameworks & Open Framework Compounds (MOF2014)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-10-01
• [学会発表] 分子シミュレーションによる新規ゼオライト鋳型炭素の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹，瀬戸 樹，西原 洋知，京谷 隆，宮原 稔
  • 学会等名: 化学工学会 第46回秋季大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 分子シミュレーションによる新規ゼオライト鋳型炭素の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中 秀樹，瀬戸 樹，西原 洋知，京谷 隆，宮原 稔
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] Gate opening in ELM-11 induced by CO2 adsorption (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, S. Hiraide, R. Numaguchi, S. Watanabe, and M. T. Miyahara
  • 学会等名: 10th International Symposium on the Characterization of Porous Solids (COPS-X)
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-14
• [備考]
  • URL: http://www.cheme.kyoto-u.ac.jp/2koza/index.html