ナノ構造化グラファイト中の水素の動的挙動に関する数値シミュレーション-第一原理・古典融合型分子動力学法-

纳米结构石墨中氢动态行为的数值模拟-第一性原理/经典组合分子动力学方法-

基本信息

  • 批准号:
    14740237
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

前年度に引き続き、有限温度での第一原理・古典融合型分子動力学シミュレーションを行い、ナノ構造化グラファイト中の水素の挙動を調べた。特に、本年度では脱水素化のミクロな機構に注目して研究を遂行した。酸素燃焼水素定量分析などの実験によると、ナノ構造化グラファイト中での脱水素化過程の特徴は、昇温過程において、800Kと1000K付近の二つの温度に水素放出ピークが存在することである。ナノ構造化グラファイト中には、グラファイト面の端にある炭素原子と強く結合している水素と、炭素原子とは結合せずに分子状態にある水素が存在する。本研究により、グラファイト内での分子状水素の易動度は非常に高いことがわかった。つまり、昇温により分子状水素は比較的容易に拡散・脱離し、これが低温側(800K)での水素放出ピークを与えていると考えられる。一方、高温側(1000K)の水素放出ピークを、炭素原子と強く結合している水素に起因するとすぐに結論付けることはできない。炭素-水素の結合エネルギー、反応過程のエネルギー障壁はeV程度であり、実験的に本素放出が観測されている温度領域では、炭素-水素の締合が切れるとは考えられないからである。そこで、脱水素化過程には欠陥構造の温度変化が直接に関係すると予測し、ナノ構造化グラファイトの再結晶化過程を取り入れてシミュレーションを行った。その結果、グラファイト面の二つの端が繋がり再グラファイト化する際に、炭素と結合していた水素が分子を形成する形で脱離することが明らかになった。このような再結晶化による脱水素化過程が、高温側(1000K)の水素放出ピークを与えていると考えられる。
Before the annual に lead き 続 き, finite temperature で の first principle, the blending of classical molecular dynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を い, ナ ノ structured グ ラ フ ァ イ ト の の water in 挙 motion を べ た. Special に, this year で で dehydratinization で に ロな institutions に pay attention to を て research を carry out た た. Acid, burning 焼 water element quantitative analysis な ど の be 験 に よ る と, ナ ノ structured グ ラ フ ァ イ ト in で の element dehydration process の, 徴 は, heating process に お い て, 800 k と pay nearly 1000 k の two つ の temperature に water element release ピ ー ク が exist す る こ と で あ る. ナ ノ structured グ ラ フ ァ イ ト in に は, グ ラ フ ァ イ ト surface の end に あ る strong carbon atoms と く combining し て い る と water element, carbon atoms と は combining せ ず に molecular states に あ る water element が exist す る. In this study, the <s:1> <s:1> molecular hydrolepin <s:1> in によ によ and グラファ ト ト ト has a very に high <s:1> molecular hydrolepin <s:1> mobility <e:1>, and the った とがわ とがわ った った った った. つ ま り, warming に よ り molecules of water element は compare easy に company, scattered from し, こ れ が side at low temperature (800 k) で の water element release ピ ー ク を and え て い る と exam え ら れ る. Side, the side of high temperature (1000 k) の water element release ピ ー ク を, strong carbon atoms と く combining し て い る に water element causes す る と す ぐ に conclusion pay け る こ と は で き な い. Carbon and water element の combining エ ネ ル ギ ー 応 process and anti の エ ネ ル ギ ー barrier は eV degree で あ り, be 験 に this hormone releasing が 観 measuring さ れ て い る temperature field で は, carbon and water element の association が cut れ る と は exam え ら れ な い か ら で あ る. そ こ で, dehydration process に は owe 陥 structure の temperature variations change が directly に masato is す る と to し, ナ ノ structured グ ラ フ ァ イ ト の recrystallization process を take り れ て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. そ の results, グ ラ フ ァ イ ト の second つ の end が 繋 が り again グ ラ フ ァ イ ト change す る interstate に, combined carbon と し て い た を が molecules to form water element す る form で from す る こ と が Ming ら か に な っ た. こ の よ う な again crystallization に よ る element dehydration process が, high temperature (1000 k) の side water element release ピ ー ク を and え て い る と exam え ら れ る.

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
P.S.Branicio: "Structural, Mechanical, and Vibrational Properties of Ca_<1-x>In_xAs Alloys : A Molecular Dynamics Study"Applied Physics Letters. 82. 1057-1059 (2003)
P.S.Branicio:“Ca_<1-x>In_xAs 合金的结构、机械和振动特性:分子动力学研究”应用物理快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
下條冬樹: "Bonding Properties of Liquid Tellurium under Pressure : A Maximally Localized Wannier Function Approach with Ultrasoft Pseudopotentials"Journal of the Physical Society of Japan. 72. 2417-2420 (2003)
Fuyuki Shimojo:“压力下液态碲的结合特性:采用超软赝势的最大局域 Wannier 函数方法”日本物理学会杂志 72. 2417-2420 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
原田晶子: "Dynamic Properties of Disordered Phases of Carbon by an Empirical Potential : Stringent Tests toward Hybrid Approach with Density-Functional Theory"Journal of the Physical Society of Japan. 72. 822-828 (2003)
Akiko Harada:“经验势的碳无序相的动态特性:对密度泛函理论混合方法的严格测试”日本物理学会杂志 72. 822-828 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
原田晶子: "Dynamic Properties of Disordered Phases of Carbon by an Empirical Potential : Stringent Tests toward Hybrid Approach with Density-Functional Theory"Journal of the Physical Society of Japan. 72(掲載決定). (2003)
Akiko Harada:“基于经验势的碳无序相的动态特性:对密度泛函理论混合方法的严格测试”,日本物理学会杂志 72(2003 年出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
下條冬樹: "Ab initio molecular-dynamics simulations of anomalous structural change in liquid tellurium under pressure"Journal of the Physical Society of Japan. 72. 2822-2828 (2003)
Fuyuki Shimojo:“从头开始分子动力学模拟液态碲在压力下的异常结构变化”日本物理学会杂志 72. 2822-2828 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

下條 冬樹其他文献

A Numerical Study of the Phase Transition in a Triangular-Lattice Model with Three-Spin Interactions
三自旋相互作用三角晶格模型中相变的数值研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.Hamakawa;M.Aniya;F.Shimojo;下條 冬樹;下條 冬樹;下條 冬樹;安仁屋 勝;濱川 真也;濱川 真也;原田 晶子;原田 晶子;F.Shimojo;F.Shimojo;F.Shimojo;Hiromi Otsuka
  • 通讯作者:
    Hiromi Otsuka
Numerical Procedures for Generating Ultrasoft Pseudopotentials
生成超软赝势的数值程序
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Harada;F. Shimojo;and K. Hoshino;F. Shimojo;F. Shimojo;F. Shimojo;Z. Wang;M. Aniya;M. Aniya;A. Harada;A. Nakano;N. Umezawa;Y. Kowaki;T. Hattori;F.Shimojo;M.Aniya;F. Shimojo and M. Aniya;F.Shimojo;F.Shimojo;F.Shimojo;M.Aniya;M.Aniya;H.Nakamura;P.S.Branicio;T.Tada;下條 冬樹;T.Indoh;M.Yarimitsu;T.Sugahara
  • 通讯作者:
    T.Sugahara
Pressure Dependence of Ag Diffusion in Ag_3SI : A Preliminary Molecular Dynamics Study
Ag_3SI 中 Ag 扩散的压力依赖性:初步分子动力学研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Harada;F. Shimojo;and K. Hoshino;F. Shimojo;F. Shimojo;F. Shimojo;Z. Wang;M. Aniya;M. Aniya;A. Harada;A. Nakano;N. Umezawa;Y. Kowaki;T. Hattori;F.Shimojo;M.Aniya;F. Shimojo and M. Aniya;F.Shimojo;F.Shimojo;F.Shimojo;M.Aniya;M.Aniya;H.Nakamura;P.S.Branicio;T.Tada;下條 冬樹;T.Indoh;M.Yarimitsu
  • 通讯作者:
    M.Yarimitsu
計算機シミュレーションで見るペロブスカイト型酸化物中のプロトン伝導メカニズム
通过计算机模拟观察钙钛矿氧化物中的质子传导机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Harada;F. Shimojo;and K. Hoshino;F. Shimojo;F. Shimojo;F. Shimojo;Z. Wang;M. Aniya;M. Aniya;A. Harada;A. Nakano;N. Umezawa;Y. Kowaki;T. Hattori;F.Shimojo;M.Aniya;F. Shimojo and M. Aniya;F.Shimojo;F.Shimojo;F.Shimojo;M.Aniya;M.Aniya;H.Nakamura;P.S.Branicio;T.Tada;下條 冬樹;T.Indoh;M.Yarimitsu;T.Sugahara;下條 冬樹;小川 弘晃;安仁屋 勝;安仁屋 勝;安仁屋 勝;濱川 真也;濱川 真也;下條 冬樹;下條 冬樹;原田 晶子;原田 晶子;渡邉 聡;下條 冬樹
  • 通讯作者:
    下條 冬樹
Ab initio Molecular-Dynamics Study of Structural and Electronic Properties of Liquid B_2O_3 under Pressure
液体B_2O_3在压力下的结构和电子性质从头算分子动力学研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Harada;F. Shimojo;and K. Hoshino;F. Shimojo;F. Shimojo;F. Shimojo;Z. Wang;M. Aniya;M. Aniya;A. Harada;A. Nakano;N. Umezawa;Y. Kowaki;T. Hattori;F.Shimojo;M.Aniya;F. Shimojo and M. Aniya;F.Shimojo;F.Shimojo;F.Shimojo;M.Aniya;M.Aniya;H.Nakamura;P.S.Branicio;T.Tada;下條 冬樹;T.Indoh;M.Yarimitsu;T.Sugahara;下條 冬樹;小川 弘晃;安仁屋 勝;安仁屋 勝;安仁屋 勝;濱川 真也;濱川 真也;下條 冬樹;下條 冬樹;原田 晶子;原田 晶子;渡邉 聡;下條 冬樹;後藤隆一;山根阿樹;池田祥典;池田昌弘;池田祥典;池田祥典;Yuko Yokota;Masahiro Ikeda;下條冬樹;池田昌弘;ドウーグ・ジャーン・レオポルト;S. Ohmura
  • 通讯作者:
    S. Ohmura

下條 冬樹的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('下條 冬樹', 18)}}的其他基金

機能性ナノ構造物質における非断熱・非平衡現象の第一原理的解明
功能纳米结构材料中非绝热和非平衡现象的第一性原理阐明
  • 批准号:
    23K21069
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
機能性ナノ構造物質における非断熱・非平衡現象の第一原理的解明
功能纳米结构材料中非绝热和非平衡现象的第一性原理阐明
  • 批准号:
    21H01766
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
液体砒素・カルコゲン混合系における非金属・金属転移の第一原理シミュレーション
液态砷/硫属元素混合体系中非金属-金属转变的第一性原理模拟
  • 批准号:
    12740237
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
液体砒素・カルコゲン混合系における非金属・金属転移の第一原理シミュレーション
液态砷/硫属元素混合体系中非金属-金属转变的第一性原理模拟
  • 批准号:
    11740230
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
第一原理分子動力学法によるセリア系酸化物中のプロトン伝導機構の研究
利用第一性原理分子动力学方法研究二氧化铈基氧化物中的质子传导机制
  • 批准号:
    09215227
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
液体カルコゲンにおける非金属・金属転移の第一原理シミュレーション
液态硫属元素中非金属-金属转变的第一性原理模拟
  • 批准号:
    09740287
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
第一原理分子動力学法によるペロブスカイト型酸化物中のプロトン伝導機構の研究
利用第一性原理分子动力学方法研究钙钛矿氧化物中的质子传导机制
  • 批准号:
    08229237
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
液体セレンにおける非金属・金属転移の第一原理シミュレーション
液态硒中非金属-金属转变的第一性原理模拟
  • 批准号:
    08740286
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
固体内高速イオン移動現象とその電子状態の第一原理シミュレーション
固体中快离子输运现象及其电子态的第一性原理模拟
  • 批准号:
    07239238
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

相似海外基金

第15属元素が配位した窒化炭素による過酸化水素生成の動作機構解明とシステム開発
氮化碳配合15族元素生产过氧化氢的运行机制及系统开发的阐明
  • 批准号:
    20H02847
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
グラファイト状窒化炭素とπ電子共役系有機分子触媒による可視光水素発生光触媒の開発
使用石墨氮化碳和π电子共轭有机分子催化剂开发可见光制氢光催化剂
  • 批准号:
    19K05072
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
水素を含むナノカーボンの生成崩壊過程の分子動力学研究
含氢纳米碳形成和衰变过程的分子动力学研究
  • 批准号:
    08J03829
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
第一原理シミュレーションによる炭素系物質の脱水素化特性の研究
利用第一性原理模拟研究碳基材料的脱氢性能
  • 批准号:
    07J07486
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
ナノ複合化炭素材料の水素貯蔵能を支配する固相間相互作用の解明
阐明控制纳米复合碳材料储氢能力的固相相互作用
  • 批准号:
    07J08241
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
水素吸蔵合金による炭化水素ガスからの水素の直接改質
使用储氢合金从碳氢化合物气体中直接重整氢气
  • 批准号:
    15760519
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
ナノ構造化グラファイト-水素系の材料特性
纳米结构石墨-氢体系的材料特性
  • 批准号:
    01F00517
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
グラファイトで複合化したMg系水素貯蔵材料の創製と水素化特性
石墨复合镁基储氢材料的制备及加氢性能
  • 批准号:
    11135222
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
二次元ホウ素-炭素ネットワークを有する金属ボロカーバイドの電子状態と水素吸収
二维硼碳网络金属硼碳化物的电子态和吸氢
  • 批准号:
    11124214
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Mg系水素吸蔵複合材料の開発と水素化特性
镁基储氢复合材料的研制及其加氢性能
  • 批准号:
    10148223
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 1.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了