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Calculation of X-ray absorption near edge structure of CeO$$_{2}$$ using a model cluster

モデルクラスターを用いたCeO$$_{2}$$のX線吸収スペクトルの計算

鈴木 知史 ; 栃尾 達紀*

Suzuki, Chikashi; Tochio, Tatsunori*

日本原子力研究開発機構では、高速増殖炉(FBR)で発生する熱と電気を利用した水素製造の可能性を検討している。この方法として、水を原料として硫酸の合成・分解を組合せたプロセスを選定した。このプロセス中で三酸化イオウ(SO$$_{3}$$)ガス分解反応を行うが、この反応に関して、YSZ固体電解質とPt電極からなる電解セルを使用した電気分解を行うハイブリッド熱化学法を行うことによって、FBRで取り出し可能な約500$$^{circ}$$Cまで低温化できることを実証した。しかしながら、SO$$_{3}$$の電気分解の効率を向上させるには、より優れた固体電解質や電極材料が必要である。このうち、固体電荷質の有力な材料としてCeO$$_{2}$$がある。この材料の電子構造や局所的な結晶構造を分析する手法として、X線吸収スペクトルがある。特に、CeO$$_{2}$$のCe L$$_{III}$$吸収スペクトルは、特有の2重ピーク構造があり、広く用いられている。しかしながら、この2重ピーク構造の形成要因は明らかでない。そこで、DV-X$$alpha$$分子軌道法を用いて、CeO$$_{2}$$のCe L$$_{III}$$吸収スペクトルを再現するとともに、2重ピーク構造の形成要因を明らかにした。

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分野:Chemistry, Physical

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