新材料

[2804] ペロブスカイト酸化物におけるOH^-吸着エネルギーの第一原理計算

^○小槻日出夫¹, 池野豪一¹, 山田幾也¹, 八木俊介¹ (1.大阪府立大学 ナノ科学・材料研究センター)

司会:野瀬嘉太郎(京都大学)

キーワード：第一原理計算, ペロブスカイト酸化物, 触媒, 吸着エネルギー

ペロブスカイト酸化物ABO₃の一部は、酸素発生反応（4OH^-→ O₂ + 2H₂O + 4e^-）の触媒として高い活性を有することが知られている。安価な遷移金属を構成元素に選べば、現在使用されているRuO₂やIrO₂などの貴金属酸化物触媒よりもコストを大幅に抑えることができるが、安定性は貴金属酸化物触媒に劣るとされている。本研究では、ペロブスカイト酸化物の触媒活性と安定性の向上を目標として、未だ明らかにされていないペロブスカイト酸化物表面における酸素発生機構の解明を目指した。具体的には、ペロブスカイト酸化物ABO₃のBサイトを占有する遷移金属を変化させ、それぞれの酸化物の電子状態密度を第一原理計算により求めるとともに、酸化物表面へのOH^-の吸着エネルギーを計算した。そして、触媒活性、及び安定性について評価した実験結果と計算結果との相関を考察した。講演では、OH^-の触媒表面への吸着位置を変えて計算を行い、酸素発生反応の際、OH^-が取り得る吸着サイトについて調べた結果についても述べる。