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J-GLOBAL ID：201902267268894026   整理番号：19A0016641

グラフェンとカーボンナノチューブに埋め込まれたFeN_4中心の酸素還元反応:密度汎関数計算【JST・京大機械翻訳】

Oxygen reduction reaction of FeN₄ center embedded in graphene and carbon nanotube: Density functional calculations

著者 (7件)： Aoyama Syuya (Faculty of Science and Engineering, Iwate University, Morioka 020-8551, Japan) ,  Kaiwa Jun (Faculty of Science and Engineering, Iwate University, Morioka 020-8551, Japan) ,  Chantngarm Peerasak (Department of Electronics and Telecommunication Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Krungthep, 10120, Thailand) ,  Tanibayashi Satoru (Department of Engineering for Future Innovation, National Institute of Technology, Ichinoseki College, Ichinoseki 021-8511, Japan) ,  Saito Hiroaki (Center for Biosystems Dynamics Research (BDR), RIKEN, Suita 565-0874, Japan) ,  Hasegawa Masayuki (Professor Emeritus, Iwate University, Morioka 020-8550, Japan) ,  Nishidate Kazume (Faculty of Science and Engineering, Iwate University, Morioka 020-8551, Japan)
資料名： AIP Advances (Web)  (AIP Advances (Web))
巻： 8  号： 11  ページ： 115113-115113-9  発行年： 2018年 
JST資料番号： U7121A  ISSN： 2158-3226  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： プロトン交換膜燃料電池は,化学エネルギーが酸素還元反応(ORR)を通して直接電気エネルギーに変換されるエネルギーデバイスである。本研究では,グラフェン(Gr)とカーボンナノチューブ(CNT)に埋め込まれたFeN_4中心のORRに対する第一原理密度汎関数理論計算を行い,反応動力学を調べた。反応の開始において,O_2分子は末端の曲がった幾何構造を有する中心に吸着されて,Fe原子の電子はO_2分子(Fe(3d_z)-O_2(1π_g~a))に移された。2つの水素原子の連続吸着は表面から直ちに解離する水分子を生成する。Fe原子上の残留酸素原子も水素原子を吸着し,第二の水分子を生成する。Grに埋め込まれた面内Fe原子は0.344Åの高さで面外になり,この高さは機械的表面張力のためにCNTの場合に減少することを見出した。ORRの後,GrとCNT上のFeN_4中心は,それらの初期の電子的および幾何学的構造を回復して,それに続くORRを可能にした。これらの結果は,炭素系におけるFeN_4中心のORRの実現可能性を実証した。Copyright 2019 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *鉄 ,  炭素 ,  吸着 ,  固体高分子形燃料電池 ,  水分子 ,  反応速度論 ,  *グラフェン ,  第一原理 ,  *カーボンナノチューブ ,  酸素原子 ,  水素原子 ,  電気エネルギー ,  *酸素還元
準シソーラス用語： 幾何構造 ,  *密度汎関数計算 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (3件)： 燃料電池  (YB04040V) ,  電気化学反応  (CB07050F) ,  炭素とその化合物  (YB02060D)

タイトルに関連する用語 (4件)： グラフェン ,  カーボンナノチューブ ,  酸素還元反応 ,  密度汎関数計算