Ni系金属間化合物触媒の新規合成法の開発とその触媒特性の解明

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令和4(2022)年度は、Ni系金属間化合物触媒の新規な合成法として、溶融亜鉛合金中におけるNi系金属間化合物の合成法の確立に着手し、以下２点について検討した。(A)溶融亜鉛合金中におけるNi系金属間化合物の合成条件の検討石英管にNi、TaおよびZnの混合粉末を真空封入(< 0.1 Pa)した後、マッフル炉を用いた800度の加熱によって、粉末状のNiTa2を単一相で得ることに成功した。このとき、残留Znは、空気雰囲気・室温下のNaOH水溶液中で攪拌することで除去できた。NiとTaの融点がそれぞれ1500および3000度であることから、本手法が低温合成に有効であることが示された。また、主結晶相として得られるNi系金属間化合物の組成は、Ni、TaおよびZnの混合比率に依存することがわかった。(B)効率的な相図作成のための機械学習の導入Ni系金属間化合物を高い相純度で得ることは、これらの触媒性能を評価・比較するうえで重要である。前述(A)の検討により、Ni/Ta比の異なるNi系金属間化合物を単一相で得るためには、Ni、TaおよびZnの混合比率を詳細に検討する必要があることがわかった。そこで、機械学習手法の一つである不確実性サンプリングに基づいた相図作成コード（Phase Diagram Construction；PDC）を応用して、Ni-Ta-Znの3元系相図に基づく混合比率の最適化を行うこととした。現在、効率的な混合比率の最適化に向けて、機械学習プログラムから提案された候補点の実験を行い、その実験結果（生成物の組成情報）を機械学習プログラムにフィードバックすることを繰り返す「サイバー・フィジカルループ」を検証中である。