| 研究課題/領域番号 |
21H04621
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
田中 功 京都大学, 工学研究科, 教授 (70183861)
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| 研究分担者 |
村田 秀信 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30726287)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| キーワード | 髙イオン伝導体 / 第一原理MD計算 / 機械学習 |
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| 研究実績の概要 |
『高イオン伝導は，伝導イオンの副格子における原子間距離の分布と原子配置が 融解状態とみなせる状態である』とする．本課題では，イオン伝導度が報告され ている高温相のAgI，Bi2O3，Li2SO4などを参照物質とし，格子定数を系統的に変 化させた第一原理計算から得られたイオン伝導度のデータを元に，構造情報を特 徴量としたスクリーニングモデルを機械学習により構築する．そして，無機結晶 データベース(ICSD)収録の既知物質のうち，本モデルで高イオン伝導度が予測さ れた候補物質について，第一原理MD計算によりイオン伝導度を検証する．計算結 果は逐次フィードバックさせてモデルのベイズ最適化を行う．
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
当初2年を要すると見込んでいた第一原理計算に長足の進展があり、ベイズ最適化の手法を通して、スムーズに仮想スクリーニングへ移行することができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は，新しい高イオン伝導体を５元系までの100億組成という広大な化学組成空間で探索・創出し，汎用的な高イオン伝導発現の指導原理を獲得することを目的としている．高イオン伝導体の研究には長い歴史があり，燃料電池や蓄電池などのエネルギーデバイスの構成要素として学術的・産業的に重要であるにもかかわらず，新材料開発の明確な指導原理が確立していない．従来研究のほとんどが，実験的に高イオン伝導が認められた物質について解析を行うことや，溶質元素の添加による改良（高イオン伝導相安定化）を行ったものであり，その研究成果が効率的な新規イオン伝導体の創出に繋がったわけではない ．本研究の独自性と創造性は，本研究代表者らが培ってきた第一原理計算技術とデータ科学手法をフル活用し，広い化学組成空間において物質探索を行う点にある．候補として提案された物質についての高イオン伝導度を実験によって検証し，イオン伝導度を記述するモデルを逐次的に改良する．この過程を通して，包括的な高イオン伝導発現の指導原理を獲得し，この分野の研究の新展開に挑戦する．
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