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レアメタル代替材料の理論的および計算科学的研究

稀有金属替代材料的理论与计算科学研究

基本信息

批准号：
14J00217
负责人：
野田祐輔
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research (2015)Yokohama National University (2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

レアメタル元素を含まない新規の機能性材料の探索に向けて、コンピューターシミュレーションを実行した。1つ目は、水素解離吸着反応の触媒材料としてのグラフェン様ナノ炭素材料である。前年度の研究で明らかにした孤立8員環欠陥を含むグラフェンに水素分子を近づけるシミュレーションを、第一原理計算を使用して実行し、水素分子が解離吸着するのに必要な活性化エネルギーを求めた。本研究で得られた結果によると、水素分子解離吸着の活性化エネルギーは約2.2eVであり、欠陥のないグラフェンの場合に比べて1eV程度改善していることが分かった。このようなナノ炭素材料が触媒の機能を示すのにはまだ遠いが、格子欠陥を導入することで活性化エネルギーを下げる働きがあることを示唆することができた。2つ目は、熱電材料としての擬1次元ナノ炭素材料である。本研究ではフラーレンポリマーに注目している。擬1次元ナノ炭素材料として有名なカーボンナノチューブは全て6員環で構造を作り、電気・熱共に伝導しやすい物質である。フラーレンポリマーは所々に曲面を持ち、その曲面は炭素の7員環や8員環などから構成されている。このような構造がフォノン散乱を抑制し熱伝導を下げることは期待し、電気伝導、熱伝導、熱電性能指数などの物理係数を理論計算から求めた。熱伝導の計算にフォノンの効果を導入することでより厳密な評価を行うことができた。性能指数の値は、カーボンナノチューブ(10,0)、ピーナッツ型フラーレンポリマー、[2+2]シクロ付加フラーレンポリマーにおいて、それぞれ0.4, 0.9, 0.8程度となり、格子構造の違いによって性能指数に大きな影響が出ていることを明らかにした。

The exploration of new functional materials containing various elements has been carried out. 1. The catalyst material of water element dissociation adsorption reaction is used for carbon material. The previous year's study showed that the isolated 8-membered ring structure contained water molecules, and the first-principle calculation was used to obtain the necessary activation of water molecules for dissociation and adsorption. The results of this study show that the activation of water molecule dissociation adsorption is about 2.2 eV, which is better than that of 1eV. The function of carbon catalyst is demonstrated by the activation of carbon catalyst. 2. Thermoelectric materials and carbon materials. This study is aimed at improving the quality of the products. The carbon material of quasi-one dimension is called carbon material. It is called carbon material. The surface of carbon is composed of 7-membered ring and 8-membered ring. Theoretical calculation of physical coefficients of thermal conductivity, electrical conductivity and thermoelectric performance index The heat conduction calculation results in the introduction of heat conduction calculation results. The performance index value is different from that of the index value, the index value is different from that of the index value.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Potential-dependent adsorption of cysteine molecules on Au(110) surface in electrolyte solution studied by surface reflectance spectroscopy

表面反射光谱研究电解质溶液中Au(110)表面半胱氨酸分子的电位依赖性吸附

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masatoshi Tanaka;Yuto Fujimori;Naruki Ninomiya;Shin-ya Ohno;Yusuke Noda;Kaoru Ohno;and Takao Sekiya
通讯作者：
and Takao Sekiya

Simulation of thermoelectric property of one-dimensional peanut-shaped fullerene polymers

一维花生状富勒烯聚合物热电性能模拟

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yusuke Noda;Keivan Esfarjani;and Kaoru Ohno
通讯作者：
and Kaoru Ohno

擬1次元ピーナッツ型フラーレンポリマーの熱電特性計算

准一维花生形富勒烯聚合物热电性能的计算

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
野田祐輔;Keivan Esfarjani;大野かおる
通讯作者：
大野かおる

Potential-dependent adsorption and reaction of cysteine molecules on gold surfaces in electrolyte solution by surface reflectance spectroscopy

表面反射光谱法在电解质溶液中金表面上半胱氨酸分子的电位依赖性吸附和反应

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinya Ohno;Ippei Sakurada;Yuto Fujimori;Naruki Ninomiya;Yusuke Noda;Kaoru Ohno;Takao Sekiya and Masatoshi Tanaka
通讯作者：
Takao Sekiya and Masatoshi Tanaka

First principles calculations of sp2 carbon nanomaterials with octagons

八边形sp2碳纳米材料的第一性原理计算