分子動力学法による固体および液体電解質中におけるイオン間相互作用とダイナミックス

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540337
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 長岡工業高等専門学校
• 研究代表者: 松永 茂樹 長岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (70321411)
• 連携研究者: 丸山 健二 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40240767) ; 日下部 征信 新潟工科大学, 工学部・環境科学科, 教授 (60278075) ; 荒木 秀明 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (40342480)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 分子動力学 / シミュレーション / 多元系溶融塩 / 電解質溶液 / 超イオン導電体 / イオン伝導度 / 動的構造因子 / 電子状態

研究概要

本研究においては、次世代の燃料電池等に用いられる複雑な超イオン導電体、多元系溶融塩、および電解質溶液について、理論と分子シミュレーションの両面から考察した。多元系溶融塩については主に輸送現象、光学的性質等の動的性質と構造の関係について考察し、更に第一原理計算によって電子状態も考察した。多成分を含む電解質溶液については、構造、輸送係数、光学的性質、さらに熱物性等の圧力による変化について分子動力学シミュレーションによって考察した。

研究成果

• [雑誌論文] Anomalous Electrical Properties in Superionic (AgxCu1-x)Br (x=0.5): ab initio Study (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Ionics 巻: (Online First) ページ: 1-6
  • DOI: 10.1007/s11581-014-1144-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of dissolution of methane in aqueous NaCl solution : A molecular dynamics study (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: vol.14 ページ: 012061-1-012061-4
  • DOI: 10.7566/JPSCP.1.012061
  • 査読あり
• [雑誌論文] A molecular dynamics study of structure and thermal properties of carbon dioxide in sodium chloride aqueous solution (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: vol.490 ページ: 012158-1-012158-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/490/1/012158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical Behavior and Phonon Propagation in Superionic AgBr-CuBr System (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Transactions of Materials Research Society of Japan 巻: vol.38[2] ページ: 177-181
  • DOI: 10.14723/tmrsj.38.177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter-cation interaction in partial dynamic structure factors Sξη(k,ω) and electrical properties of molten AgI–RbI system (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Liquids 巻: vol.51(3) ページ: 414-428
  • DOI: 10.1080/00319104.2013.777959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial Dynamic Structure Factors Sξη(k,ω) and Phonon Propagation in Molten RbAg4I5: Molecular Simulation Study (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Transactions of Materials Research Society of Japan 巻: vol.38(1) ページ: 113-117
  • DOI: 10.14723/tmrsj.38.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural features in molten RbAg4I5 by molecular dynamics simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Molecular Simulation 巻: vol.39(2) ページ: 119-122
  • DOI: 10.1080/08927022.2012.706711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical Behavior Difference between Cu^+ and Ag^+ in Superionic AgBr-CuBr (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Lecture Notes in Information Technology 巻: vol.20 ページ: 309-313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and Atomic Dynamics in Molten RbAg4I5 by Molecular Dynamics Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Proceedings of 13th Asian Conference of Solid State Ionics ページ: 730-737
  • DOI: 10.1142/9789814415040_0086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical and Thermodynamic Properties of Ag^+ and Cu^+ Halide Mixtures (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Molecular Simulation 巻: vol.38 ページ: 384-388
  • DOI: 10.1080/08927022.2010.544305
  • 査読あり
• [雑誌論文] A theoretical extension for the electrical conductivity of molten salts (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Kusakabe, S.Takeno, T.Koishi, S. Matsunaga and S.Tamaki
  • 雑誌名: Molecular Simulation 巻: vol.38 ページ: 45-56
  • DOI: 10.1080/08927022.2011.601308
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the inter ionic potentials of molten salts (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga and S.Tamaki
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: vol.15 ページ: 02010-1-02010-6
  • DOI: 10.1051/epjconf/20111502010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Premelting phenomena in pseudo-binary ionic crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 巻: vol.22 ページ: 155104-1-155104-11
  • DOI: 10.1088/0953-8984/22/15/155104
  • 査読あり
• [学会発表] Influence of HCO3^- ion on Structure and Transport Properties of Seawater (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: The15^<th> IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 20140824-30
• [学会発表] Dynamical Ionic Behavior in Dilute Aqueous Electrolyte Solution (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: the 9^<th> Liquid Matter Conference (Liquids2014)
  • 発表場所: the University of Lisbon, Portugal
  • 年月日: 20140721-25
• [学会発表] 電解質水溶液の構造と輸送現象II (2014)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 希薄電解質水溶液におけるイオン電導度 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会新潟支部第42回例会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2013-12-14
• [学会発表] Molecular Simulation Study of Structure and Dynamical Properties of Nitrate Anion in Sodium Chloride Aqueous Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: 3rd International Conference on Molecular Simulation (ICMS 2013)
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2013-11-18
• [学会発表] 電解質水溶液の構造と輸送現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] Thermal conductivity of methane and sodium chloride aqueous solution (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: International Soft Matter Conference 2013 (ISMC2013)
  • 発表場所: Sapienza Univ. of Rome, Italy
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] A molecular dynamics study of structure and thermal properties of CO2 in NaCl aqueous solution (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: 2nd International Conference on Mathematical Modeling in Physical Sciences (IC-MSQUARE2013)
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2013-09-01
• [学会発表] Effect of dissolution of methane in aqueous NaCl solution : A molecular dynamics study (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physical Conference (APPC12)
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2013-07-16
• [学会発表] Ionic Conduction in Electrolyte Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga and S.Tamaki
  • 学会等名: 33rd International Conference on Solution Chemistry (33ICSC)
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2013-07-09
• [学会発表] Anomalous Cation Behavior in Superionic (AgxCux-1)Br (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: The 19th International Conference on Solid State Ionics (SSI-19)
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2013-06-06
• [学会発表] 溶融AgI-RbI系における動的構造と電子状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹
  • 学会等名: 日本物理学会新潟支部第41回例会
  • 発表場所: 日本歯科大学
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] Dynamical Behavior of Ag+ and Cu+ in Super Ionic AgBr-CuBr (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: IUMRS International Conference on Electronic Materials 2012
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation in Molten RbAg4I5 (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: IUMRS International Conference on Electronic Materials 2012
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 溶融塩混合系における陽イオン間の相互作用IV (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,日下部征信,古石貴裕,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Dynamical Behavior Difference between Cu+ and Ag+ in Superionic AgBr-CuBr (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: 2012 2nd International Conference on Smart Materials and Nanotechnology in Engineering (SMNE 2012)
  • 発表場所: Dubai, United Arab Emirates
  • 年月日: 2012-07-21
• [学会発表] Structure and Atomic Dynamics in Molten RbAg4I5 by Molecular Dynamics Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: The 13th Asian Conference on Solid State Ionics (ACSSI-2012)
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-07-18
• [学会発表] 溶融塩混合系における陽イオン間の相互作用III (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,日下部征信,古石貴裕,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 溶融塩混合系におけるcation-cation相互作用と動的性質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,日下部征信,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会新潟支部第40回例会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 2種類の陽イオンを含む溶融塩混合系の構造と動的性質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹
  • 学会等名: 第25回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] 溶融塩混合系における陽イオン間の相互作用II (2011)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,日下部征信,古石貴裕,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会, 2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Inter-cation correlation in molten and superionic (AgxCu1-x)Br (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: 8th Liquid Matter Conference
  • 発表場所: Univ. Wien, Austria
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] 溶融塩混合系における陽イオン間の相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,日下部征信,古石貴裕,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 貴金属ハライド混合系におけるcation-cation相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,日下部征信,田巻繁
  • 学会等名: 平成22年度日本物理学会新潟支部第39回例会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] 貴金属ハライド混合系の構造と熱力学的性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,田巻繁
  • 学会等名: 第33回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] 溶融CsAu系における誘電遮蔽 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,田巻繁
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2010秋季年会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2010-10-22
• [学会発表] 溶融塩におけるイオン間ポテンシャルについて (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永茂樹,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 溶融炭酸塩における凝固点降下II (2010)
  • 著者名/発表者名: 日下部征信,古石貴裕,松永茂樹,田巻繁
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Dynamical and Thermodynamic Properties of Superionic Phase in Ag+ and Cu+ Halide Mixtures (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga
  • 学会等名: 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamic
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] On The Interionic Potentials of Molten Salts (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga and S.Tamaki
  • 学会等名: XIV liquid and Amorphous Metals Conference
  • 発表場所: Sapienza University of Rome, Italy
  • 年月日: 2010-07-12
• [図書] "Dielectric Screening Properties and Many Body Effects in Molten Salts", Noble Metals, Dr. Yen-Hsun Su (Ed) (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matsunaga, T.Koishi, M.Saito and S. Tamaki
  • 総ページ数: 3-32
  • 出版者: InTech(ISBN : 978 -953-307 -898-4)
• [備考] Researchmapに研究内容及び発表論文を記載
  • URL: http://researchmap.jp/read0060953