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2022 年度 実績報告書

エネルギー界面特性の分子論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 21F30701
研究機関信州大学

研究代表者

古山 通久  信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 教授(特定雇用) (60372306)

研究分担者 VALADEZ HUERTA GERARDO  信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-07-28 – 2023-03-31
キーワードNeural Network Potential / Heterogeneous Catalysis / Interface / Molecular Simulation / Catalyst / Supported Nanoparticles / Dissociation
研究実績の概要

The study aims to analyze interfaces by using a universal neural network potential. We targeted the adsorption and catalytic properties of N2 on a Ru
nanoparticle supported on a La0.5Ce0.5O1.75-x reduced slab. This heterogeneous system shows a strong-metal support interaction (SMSI), which cannot be investigated by conventional methods. By developing automated procedure, N2 adsorption properties on all ontop sites of 200 different catalyst configurations were investigated, giving 15600 different adsorption results in total. Statistical analyses was conducted to identify the catalyst structure representing the real-system. The relation between activation barrier and local structure was carefully discussed, to identify the essential factor behind the experimentally observed high activity.
To further investigate the interfacial properties of supported nanocatalyst, combinations of different metal and support materials are prepared. Automated procedure was further extended to explore the adsorption properties of other small molecules, which are fundamental in key reactions such as carbon-neutral fuel synthesis, oxygen reduction reaction in fuel cells, and oxygen evolotion reaction in water electrolysis.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Cyber Catalysis: N2 Dissociation over Ruthenium Catalyst with Strong Metal-Support Interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Gerardo Valadez Huerta, Kaoru Hisama, Katsutoshi Sato, Katsutoshi Nagaoka, Michihisa Koyama
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: - ページ: 2208.13385

    • DOI

      10.48550/arXiv.2208.13385

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Catalytic Properties of N2 on Ru/La0.5Ce0.5O1.75-x revealed by a Universal Neural Network Potential2022

    • 著者名/発表者名
      G. Valadez Huerta, K. Hisama, K. Sato, K. Nagaoka, M. Koyama
    • 学会等名
      Annual Meeting of The Japan Society for Computer Chemistry Fall 2022 in Nagano
  • [学会発表] Catalysts Studies with Universal Neural Network Potential2022

    • 著者名/発表者名
      G. Valadez Huerta, A. Tamura, K. Sato, K. Nagaoka, M. Koyama
    • 学会等名
      The 9th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Universal Neural Network Potential to Nitrogen Dissociation over Ru/La0.5Ce0.5O1.75-x for Ammonia Synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      G. Valadez Huerta, K. Hisama, M. Koyama
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu. (Malaysia)
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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