(General session) High-temperature materials processing / Hydrometallurgy

[1K0301-06-02] First-principles prediction for the stable structures and thermodynamical properties of Al-Fe-Pt-Cl vapor complex systems

○Kansei Kanayama^{1[Student presentation: Doctoral course]}, Kazuaki Toyoura¹ (1. Kyoto university)

Chairperson: 永井　崇（千葉工大）

Keywords:First-principles calculations, Global optimization, Structure search, Metal chlorides, Vapor pressure

金属塩化物気相錯体は，蒸気圧が金属種に大きく依存するという特徴を有しており，製錬・リサイクル分野の高温プロセスにおいてしばしば利用される．AlCl₃やFeCl₃などは他の金属塩化物と安定な錯体を生成しやすく，この性質を利用した目的元素の揮発輸送・分離は可能である．しかし，既存の熱力学データベースに記載されている三元以上の金属塩化物気相錯体の熱力学データは限定的であり，その揮発メカニズムの理解は不十分である．本研究では，Al-Fe-Pt-Cl系気相錯体に着目し，第一原理計算に基づいた本錯体の安定構造探索および熱力学量の理論予測を行うことを目的とした．
本研究では，対象系の各気相錯体に対して決定論的アプローチに基づく安定構造探索を実行することで最安定・準安定構造列挙を行った．本探索手法は確率論的なアプローチをとらないことから，複数回の試行を必要としないという特長を有する．獲得された各構造に対して気相錯体の並進・回転・振動運動の寄与を考慮することで自由エネルギーを算出し，熱力学的安定性を評価した．本発表では，提案手法の詳細と得られた各気相錯体の熱力学量予測ならびに安定性比較の結果を示す．