Conduction Process of Anion in Alkaline Fuel Cell by Quantum Chemical Molecular Dynamics Method

量子化学分子动力学方法研究碱性燃料电池中阴离子的传导过程

• 批准号: 23760023
• 负责人: OZAW Nobuki
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760023/
• 关键词: 計算科学シミュレーション; 高速化; アニオン; 表面反応; 伝導プロセス; アルカリ形燃料電池; 量子分子動力学

In order to develop a high efficient alkaline fuel cell, I investigated an anionic conduction process on a surface of metal catalyst by computational simulation. At first, to enable the simulation of the large-scale model, I speeded out developed tight-binding quantum molecular dynamics code. Then, I realized a high speed calculation 100 times as large as a conventional calculation code. Next, I investigated the anionic diffusion process on Pt and Ag nano-particles by first-principles calculation to evaluate the anionic conduction process on the nano-particles catalyst. Then, the diffusion barrier on the Pt nano-particle shows no value, while that on the Ag nano-particle takes a value of 7.65 kcal/mol.

为了研制高效碱性燃料电池，通过计算模拟研究了金属催化剂表面阴离子的传导过程。首先，为了能够模拟大尺度模型，我加快开发了紧密结合的量子分子动力学代码。然后，我实现了一个比传统计算代码大100倍的高速计算。接下来，我通过第一性原理计算研究了阴离子在Pt和Ag纳米粒子上的扩散过程，以评估阴离子在纳米粒子催化剂上的传导过程。此时，Pt纳米粒子上的扩散势垒为零，Ag纳米粒子上的扩散势垒为7.65 kcal/mol。

项目成果

計算科学によるナノ合金触媒と燃料電池システムの設計

使用计算科学设计纳米合金催化剂和燃料电池系统

• 发表时间: 2014
• 作者: 酒井翔一朗;古川洋志;有元圭介;山中淳二;中川清和;宇佐美徳隆;星裕介;澤野憲太郎;白木靖寛;尾澤伸樹
• 通讯作者: 尾澤伸樹