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J-GLOBAL ID:200904027924397408  Research Project code:2466 Update date:Oct. 07, 2013

電極二相界面のナノ領域シミュレーション

Study period:2004 - 2008
Organization (1):
Investigating Researcher (1):
Research overview:
電池、触媒、バイオセンサー、分子デバイスなど二相界面が重要な役割をしている系は、非常に多くある。特に固液界面は燃料電池、湿式太陽電池や触媒、自己組織化膜などこれからの環境・エネルギー分野やナノ材料の分野の中心となるものである。本研究は、電極に代表される固液界面および界面付近の構造、電子移動とそれにともなう化学反応を、分子・原子のオーダーから第一原理シミュレーションで明らかにし、さらに実用的な意味での電極全体の挙動をシミュレーションするための計算理論を構築しようとするものである。このような系のなかで(固体高分子型)燃料電池での電極二相界面を対象として、以下の項目について研究する。(1) 時間依存密度汎関数法(TDDFT)による電子移動過程(2) 有効遮蔽体法(ESM)の開発(3) 電位制御できる第一原理計算(4) 電位制御第一原理分子動力学計算による電気化学反応(5) 微粒子・クラスター電極、表面構造(6) 実用電極システム3年計画の最初の半年であるH16年度は、(1), (2), (3), (6)については、主にその理論的枠組みについて考察し、それぞれにおいて方向性がさだまった。(2)については、計算手法の主要部分が完成した。(4), (5)については、その計算の枠組みを作った。(4)は主にプログラムの高速化に力をそそぎ、スーパーコンピュータを使わなくても、小・中規模の計算はできるようにした。(5)は、テスト計算を始めた。H17からは、地球シミュレータも使えるようになり、計算が本格化するであろう。
Research program: ナノテクノロジー分野別バーチャルラボ
Ministry with control over the research :
文部科学省
Organization with control over the research:
独立行政法人科学技術振興機構
Research budget: \0
Reports  (2):
Parent Research Project (1):

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