触媒反応の量子シュミレーションと新規触媒のデザイン

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10J00652
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: SISON EscanoMaryClare 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
• キーワード: Energy / New catalyst / Hydrogen generation / Density functional / Monte Carlo / Borohydride / Oxygen

研究概要

平成23年度は,金属表面での酸素分子及びテトロヒドロホウ酸イオンの反応に関する理論的研究を行い,燃料電池等の産業応用に用いる事ができる新規触媒のデザインに有用な知見を得た.燃料電池用電極触媒の反応性に関して,密度汎関数理論に基づく第一原理電子状態計算とモンテカルロ法を援用して研究を行った.様々な強磁性基盤を用いた白金被覆膜の磁化や,温度による酸化プロセスの制御法を開発した.また,テトロヒドロホウ酸イオンの分極率の高さから,周囲の水や外部電場がホウ素-水素結合の壊れ易さに影響を与えるという事を明らかにした.また,国内外の学会にも積極的に出席し,多くの研究者と議論を重ねた.特にカナダ・ブリティッシュコロンビア大学の実験研究者と共同研究を行っており,協力体制をする事ができた.これらの成果をまとめ,注目度の高い学術雑誌であるJournal of Physical Chemistry C, Chemical Physics Letters, Journal of Physics Condensed Matter等に出版し,American Vacuum Society,Japan-Croatia Workshopや国内会議にて発表した.

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究計画に記載した本年度分の内容についての研究を完了し,全て論文として出版している.現在,さらに発展的な研究を行っている,

今後の研究の推進方策

海外の実験研究者と協力して理論的研究を進める.共同研究により,新たな候補物質や可能性を発見できつつあり,引き続きインパクトの高い研究を進める.

研究成果

• [雑誌論文] Surface magnetism in O_2 dissociation (2011)
  • 著者名/発表者名: Fuji Kunisada, Mary Clare Sison Escano, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 巻: 23 ページ: 394207
  • DOI: 10.1088/0953-8984/23/39/394207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-activated OOH dissociation on Pt-alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: Wahyu Lahyanto, Mary Clare Sison Escano, Ryan Arevalo, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: E-journal of Nanoscience and Technology 巻: 9 ページ: 352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of band gap formation in graphene by Si impurities : local bonding interaction rules (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Sison Escano, Nguyen Tien Quang, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 85 ページ: 515
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2011.08.087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactivity descriptors of borohydride interaction on metal surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Sison Escano, Elod Gyenge, Ryan Arevalo, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 115 ページ: 19883
  • DOI: 10.1021/jp207768e
  • 査読あり
• [雑誌論文] First principles study on the adsorption and dehydrogenation of borohydride on Mn(111) (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryan L.Arevalo, Mary Clare Sison Escano, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: E-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 9 ページ: 257
  • 査読あり
• [学会発表] Oxygen Dissociation on Metal-oxide supported Pt cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: Tien Quang Nguyen, Mary Clare Sison Escano, Hideaki Kasai
  • 学会等名: 4^<th> International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka University Nakanoshima Center, Japan
  • 年月日: 20111031-20111202
• [学会発表] Spin effects in metal surface reactions : O_2 on ferromagnetic Pt (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Sison Escano, Tien Quang Nguyen, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: AVS 58th International Symposium and Exhibition
  • 発表場所: Nashville Convention, Tennessee USA
  • 年月日: 20111030-20111104
• [学会発表] Spin effects in metal surface reactions : O_2 on ferromagnetic Pt (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Sison Escano, Tien Quang Nguyen, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: Japan-Croatia Workshop on Material Science
  • 発表場所: Institute of Physics, Zagreb、Croatia
  • 年月日: 20111004-20111009
• [学会発表] Molecular and Electronic Tuning of Si/Carbon Hybrid Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Sison Escano, Tien Quang Nguyen, Hideaki Kasai
  • 学会等名: First JSMS (Japan Society of Mechanical Engineer) Symposium on Multiscale Materials Modeling
  • 発表場所: Osaka University, Japan
  • 年月日: 20110523-20110524
• [学会発表] Theoretical and electrochemical approaches to borohydride oxidation (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Sison Escano, Elod Gyenge, Ryan Arevallo, Hideaki Kasai
  • 学会等名: Theoretical and Electrochemical Approaches to Fuel Cell
  • 発表場所: University of British Columbia, Canada
  • 年月日: 2011-11-14
• [図書] Nova Publishing (2012)
  • 著者名/発表者名: Tien Quang Nguyen, Mary Clare Sison Escano, Hideaki Kasai
  • 総ページ数: 7x10(NBC-R)
  • 出版者: Porphyrins : Chemistry, Properties and Applications