(Poster session/Short oral-presentation) New materials / Hydrometallurgy

[2701-13-01] [Student presentation: Master’s course] Simulation of CO₂ reduction on Si(100) and Si(110) surfaces with adsorbed oxygen atoms by quantum chemical calculations

○Rei Kouda¹, Katsunori Yamaguchi¹, Nilson Kunioshi¹ (1. Waseda university)

Chairperson: KoujiYasuda(Kyoto University)

Keywords:Reaction mechanism, Reaction dynamics, Catalysis, carbon recycle

近年，大気中への二酸化炭素の排出量が増加することにより地球温暖化が加速している．地球温暖化の対策の一つとして，二酸化炭素を還元し燃料や化学製品に変換するCCUが有効な手法として注目を集めている．しかし現状の触媒は貴金属の使用、製造コストといった問題がある．そこで二酸化炭素を還元する際に高性能かつ低コストである触媒が求められるため，我々はシリコンウエハー製造時に発生するシリコン廃棄物に着目した．本研究ではGaussian16量子化学計算ソフトウェアを用いて清浄Si(100)面や，Si(100)表面に酸素原子が吸着したモデルを作成し，その表面における二酸化炭素の還元反応の解析を行った．反応動力学の解析の結果，清浄Si(100)面と表面が酸化されたSi(100)面いずれの表面上においてもギ酸の生成が確認され，ギ酸の水素と二酸化炭素からの直接合成よりも活性化エネルギーが小さくなることがわかった．またシリコン廃棄物は様々な表面が露出していると考えられるため，Si(110)表面についても酸素原子が吸着したモデルを作成し，その表面における二酸化炭素の還元反応の解析も行った．