• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実施状況報告書

積分方程式/第一原理計算結合理論を用いた電極界面現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05307
研究機関甲南大学

研究代表者

山本 雅博  甲南大学, 理工学部, 教授 (60182648)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード電極界面 / 電位 / 積分方程式 / 微分キャパシタンス
研究実績の概要

本年度は昨年に引き続き,大谷・西原らの開発した積分方程式RISM(Reference Interaction SIte Model)+第一原理計算コードQuantum Espressoを使って,帯電したAl(100)面上の微分キャパシタンスを計算した。古典的なGouy-Chapman-Stern(GCS)モデルや銀の単結晶面での実験結果より,微分キャパシタンスは,1)電極が帯電していないゼロ電荷点(pzc)で極小値をとること,2)極小値は電解質の濃度が低いほど小さくなること,3)GCSモデルでは電位がpzcから正負側にふれるにつれ一定の値となるが,銀の単結晶の種々の電解質溶液では,極小値からいったん最大値をとって減少して一定になる火山状(volcano)になることですある。本年度は,NaCl水溶液の濃度を変化させ,Al(100)電極表面の電荷密度をかえて,金属電極と沖合の水溶液電位差と電荷から微分キャパシタンスを理論的に求めた。その結果,微分キャパシタンスの絶対値はほぼ実験結果と一致した。また,電解質溶液の濃度が小さいほど微分キャパシタンスが小さくなることも確認した。volcano型の微分キャパシタンスカーブは,完全に再現するには至っていないが,その傾向は本年度の計算で確認することができた。ただし,微分キャパシタンスカーブは振動して減少する曲線となっており,さらなる計算が必要である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

正側の電位(電極を正に帯電させる場合)についてはほぼ求めることができたが,電極を負に帯電した場合の結果は得られていない。電極を負に帯電させると電子が電極からトンネルしてしまうためか負電位側の計算は成功していない。

今後の研究の推進方策

電極をAlからAgに変えてAg(111)面でNaCl溶液で計算を行う。種々の濃度で行うのも本年度行ったとおりである。また,電解質は特異吸着のないといわれている過塩素酸ナトリウムイオンで行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

学会がコロナ感染等で中止になり,残額が生じた。本年度は海外出張もあり繰り越した使用する予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tailored Photoluminescence Properties of Ag(In,Ga)Se2 Quantum Dots for Near-Infrared In Vivo Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kameyama, Hiroki Yamauchi, Takahisa Yamamoto, Toshiki Mizumaki, Hiroshi Yukawa, Masahiro Yamamoto, Shigeru Ikeda, Taro Uematsu, Yoshinobu Baba, Susumu Kuwabata, Tsukasa Torimoto
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 3 ページ: 3275-3287

    • DOI

      https://doi.org/10.1021/acsanm.9b02608

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電気化学反応速度は遷移状態理論?それとも LFER? (1)” 電気分析化 学,ここが難しい! Part 42019

    • 著者名/発表者名
      山本雅博
    • 雑誌名

      Review of Polarography

      巻: 65 ページ: 34-35

    • DOI

      https://doi.org/10.5189/revpolarography.65.65

  • [学会発表] 高疎水性イオン液体の電位決定イオン液体への混入によるイオン液体塩橋を横切る相間 電位差の安定化の試み2019

    • 著者名/発表者名
      川本 拓実、大西 佑貴、垣内 隆、山本 雅博、村上 良
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
  • [学会発表] イオン液体塩橋を用いる電池の端子間電位差による単独イオン活量決定の精度2019

    • 著者名/発表者名
      大西 佑貴、垣内 隆、山本 雅博、村上 良
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
  • [学会発表] 飽和KCl水溶液を内部液とするイオン液体塩橋付き参照電極の電位2019

    • 著者名/発表者名
      金丸 朝香 大西 佑貴  川本 拓実 垣内 隆 山本 雅博  村上 良
    • 学会等名
      日本分析化学会第79回分析化学討論会
  • [学会発表] Electrochemical Aspects of Argentometric Titration; Solubility of silver halides and the Nernst equation2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi KAKIUCHI and Masahiro YAMAMOTO
    • 学会等名
      The Seventeenth International Symposium on Electroanalytical Chemistry & The Third International Meeting on Electrogenerated Chemiluminescence
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 半導体|電解質溶液界面の電気二重層2019

    • 著者名/発表者名
      山本雅博
    • 学会等名
      2019年 電気化学秋季大会
  • [学会発表] Mgイオン電池に用いる有機溶媒中での溶媒和構造の量子化学計算2019

    • 著者名/発表者名
      山本 雅博 ・ 平井 信 ・ 小西 遼太郎
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
  • [学会発表] AgCl沈殿滴定におけるFajans法による滴定終点の当量点からの偏移について2019

    • 著者名/発表者名
      垣内 隆 ・ 小松原 滉太・ 山本 雅博・ 村上 良
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
  • [学会発表] Coalescence destabilization of particle-stabilized emulsions associated with mixing particles2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Murakami , Junpei Ogawa , Masahiro Yamamoto
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Interfacial properties of a binary ionic liquid composed of a potential-determining and a highly hydrophobic salts in contact with water2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kawamoto, Takashi Kakiuchi, Masahiro Yamamoto, Ryo Murakami
    • 学会等名
      The International Joint Meeting of the Polarographic Society of Japan (PSJ) and National Taiwan University (NTU)
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical double layer across semiconductor(S) | electrolyte solution(E), metal(M) | S, S | S interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamamoto
    • 学会等名
      The International Joint Meeting of the Polarographic Society of Japan (PSJ) and National Taiwan University (NTU)
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling the acceleration of the redox reaction due to the heterogeneity of the electrical double layer caused by the microstructure at the electrode surface2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kitazumi, Seiji Nakanishi, Masahiro Yamamoto, Osamu Shirai, Kenji Kano
    • 学会等名
      The International Joint Meeting of the Polarographic Society of Japan (PSJ) and National Taiwan University (NTU)
    • 国際学会
  • [備考] 甲南大学理工学部機能分子化学科表面・界面物理化学研究室

    • URL

      http://www.chem.konan-u.ac.jp/PCSI/

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi