第一原理分子動力学法によるカーボンアロイ触媒における酸素還元反応機構の研究,2

Study on mechanisms of oxygen reduction reactions for carbon alloy catalysts via first principles molecular dynamics, 2

池田 隆司; Chai, G.*; Hou, Z.*; 寺倉 清之*

Ikeda, Takashi; Chai, G.*; Hou, Z.*; Terakura, Kiyoyuki*

近年、窒素等のヘテロ原子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正極での酸素分子還元反応の有望な白金代替触媒として注目されており、盛んに研究開発が行われている。触媒活性の更なる向上のためには、触媒活性点と反応機構の原子レベルでの理解が必須である。我々はこれまでに、炭素材を端のあるグラフェンシートに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、カーボンアロイ触媒における触媒活性に寄与する窒素の配置および触媒活性点での酸素分子還元反応機構を報告してきた。今回は、グラフェンに窒素等をドープすることにより触媒活性がどの程度向上する可能性があるか、電極電位を考慮した熱平衡状態計算から定量的に検討した結果を報告する。

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