カーボンアロイ触媒における分光の理論解析

Theoretical analysis of spectroscopy for carbon alloy catalysts

池田 隆司; Hou, Z.*; Wang, X.*; Huang, S.-F.*; 寺倉 清之*; 尾嶋 正治*; 柿本 雅明*; 宮田 清蔵*

Ikeda, Takashi; Hou, Z.*; Wang, X.*; Huang, S.-F.*; Terakura, Kiyoyuki*; Oshima, Masaharu*; Kakimoto, Masaaki*; Miyata, Seizo*

窒素をドープしたカーボンアロイ触媒が固体高分子形燃料電池の空気極における酸素分子還元反応の有力な白金代替触媒として注目を集めている。触媒活性のさらなる向上のためには、触媒活性点と反応機構のミクロな理解が必須である。われわれはこれまでに、炭素材を端のあるグラフェンシートとして簡素化したモデルを用いて第一原理電子状態計算を基盤とした分子動力学計算を行い、グラフェンにおける触媒活性に寄与する窒素の配置、及び触媒活性点での酸素分子還元反応の反応機構を調べてきた。一方、東京大学の尾嶋グループにより実際に合成されたカーボンアロイ触媒の分光実験が放射光を用いて精力的に行われている。本発表では第一原理電子状態計算をもとに分光スペクトルを求め実験結果と比較することにより、実際のカーボンアロイ触媒における触媒活性点の構造を検討した結果を報告する。

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