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公開番号2024156380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2023070794
出願日2023-04-24
発明の名称共吸着エネルギーの予測方法、および共吸着エネルギーの予測プログラム
出願人スズキ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類G16C 20/30 20190101AFI20241029BHJP(特定の用途分野に特に適合した情報通信技術)
要約【課題】必要最小限度の化学量子計算によってパラメーターを定めて、共吸着エネルギーを予測可能な共吸着エネルギーの予測方法、および共吸着エネルギーの予測プログラムを提供する。
【解決手段】金属の表面に吸着する複数種の吸着分子の1個あたりの共吸着エネルギーを共吸着エネルギーΔEads.、電荷移動にともなうエネルギー変化ΔEC.T.、初期吸着エネルギーΔE0、およびエネルギー変化ΔEdip.から予測する。
【選択図】 図2
特許請求の範囲【請求項1】
金属の表面に吸着する複数種の吸着分子の1個あたりの共吸着エネルギーを式(1)から式(13)を用いて予測する共吸着エネルギーの予測方法。
TIFF
2024156380000068.tif
96
170
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2024156380000069.tif
43
170
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2024156380000070.tif
52
170
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2024156380000071.tif
54
170
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2024156380000072.tif
59
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2024156380000073.tif
31
170
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2024156380000074.tif
41
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2024156380000075.tif
31
170
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2024156380000076.tif
29
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2024156380000077.tif
35
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2024156380000078.tif
40
170
続きを表示(約 2,600 文字)【請求項2】
金属の表面に吸着する複数種の吸着分子の1個あたりの共吸着エネルギーを前記式(2)から式(15)を用いて予測する共吸着エネルギーの予測方法。
TIFF
2024156380000079.tif
139
170
TIFF
2024156380000080.tif
49
170
【請求項3】
表面を有する金属と、自然数の添字iで識別される複数種の吸着分子と、を選定し、
前記表面に吸着するそれぞれの前記吸着分子の被覆率θ
i
を仮定し、
それぞれの前記吸着分子の分極率α
i
を所与のデータから抽出し、
それぞれの前記吸着分子の内部に誘電分極が無いと仮定した場合における電気双極子モーメントP
0
inside i
を所与のデータから抽出し、
それぞれの前記吸着分子の中心と界面との距離d
i
を見積もり、
それぞれの前記吸着分子の初期吸着エネルギーΔE
0 i
を仮定し、
前記金属とそれぞれの前記吸着分子との界面に励起される複数の電気双極子モーメントP
0
interface i
を仮定し、
量子化学計算によって共吸着エネルギーΔE
ads.
を求め、
前記式(2)で求める第一項と、前記式(3)で求める前記電気双極子モーメントP
0
inside i
の加重平均P
0
inside
および前記式(4)で求める前記電気双極子モーメントP
0
interface i
の加重平均P
0
interface
を含む第二項と、の和である予測式で算出する共吸着エネルギーΔE
ads.
が量子化学計算によって求めた共吸着エネルギーΔE
ads.
に近似するまで前記初期吸着エネルギーΔE
0 i
および前記電気双極子モーメントP
0
interface i
の修正を繰り返し、
前記予測式で算出する共吸着エネルギーΔE
ads.
が量子化学計算によって求めた共吸着エネルギーΔE
ads.
に近似した場合には、そのとき仮定した前記初期吸着エネルギーΔE
0 i
および前記電気双極子モーメントP
0
interface
を採用して共吸着エネルギーΔE
ads.
の前記予測式を確定する共吸着エネルギーの予測方法。
【請求項4】
前記第二項は、前記式(3)から前記式(13)、および式(16)で求められる請求項3に記載の共吸着エネルギーの予測方法。
TIFF
2024156380000081.tif
66
170
【請求項5】
前記予測式は、前記第一項と、前記第二項と、前記式(15)、および式(17)で求める第三項と、の和である請求項4に記載の共吸着エネルギーの予測方法。
TIFF
2024156380000082.tif
52
170
【請求項6】
コンピューターに、
金属の表面に吸着する複数種の吸着分子の共吸着エネルギーを前記式(1)から前記式(13)を用いて予測する機能
を実現させるための共吸着エネルギーの予測プログラム。
【請求項7】
コンピューターに、
表面を有する金属と、自然数の添字iで識別される複数種の吸着分子と、を選定する機能と、
前記表面に吸着するそれぞれの前記吸着分子の被覆率θ
i
を仮定する機能と、
それぞれの前記吸着分子の分極率α
i
を所与のデータから抽出する機能と、
それぞれの前記吸着分子の内部に誘電分極が無いと仮定した場合における電気双極子モーメントP
0
inside i
を所与のデータから抽出する機能と、
それぞれの前記吸着分子の中心と界面との距離d
i
を見積もる機能と、
それぞれの前記吸着分子の初期吸着エネルギーΔE
0 i
を仮定する機能と、
前記金属とそれぞれの前記吸着分子との界面に励起される複数の電気双極子モーメントP
0
interface i
を仮定する機能と、
量子化学計算によって共吸着エネルギーΔE
ads.
を求める機能と、
前記式(2)で求める第一項と、前記式(3)で求める前記電気双極子モーメントP
0
inside i
の加重平均P
0
inside
および前記式(4)で求める前記電気双極子モーメントP
0
interface i
の加重平均P
0
interface
を含む第二項と、の和である予測式で算出する共吸着エネルギーΔE
ads.
が量子化学計算によって求めた共吸着エネルギーΔE
ads.
に近似するまで前記初期吸着エネルギーΔE
0 i
および前記電気双極子モーメントP
0
interface i
の修正を繰り返す機能と、
前記予測式で算出する共吸着エネルギーΔE
ads.
が量子化学計算によって求めた共吸着エネルギーΔE
ads.
に近似した場合には、そのとき仮定した前記初期吸着エネルギーΔE
0 i
および前記電気双極子モーメントP
0
interface
を採用して共吸着エネルギーΔE
ads.
の前記予測式を確定する機能と、
を実現させるための共吸着エネルギーの予測プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、共吸着エネルギーの予測方法、および共吸着エネルギーの予測プログラムに関する。
続きを表示(約 1,500 文字)【背景技術】
【0002】
金属の表面に吸着した分子の電気双極子間の相互作用モデルが、吸着エネルギーの被覆率依存性を推定するのに適した近似解析形式で提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
平井貴裕, 大越昌樹, 石川敦之, 中井浩, Journal of Computer Chemistry, Japan, 18 (2019), p.70-77
Robert G. Parr and Pratim K. Chattaraji, Journal of the American Chemical Society, (米), 113 (1991), p.1854-1856
R. G. Parr and R. G. Pearson, Journal of the American Chemical Society, (米), 105 (1983), p.7512-7516.
Anton Kokalj, Physical Review B, 84 (2011), 045418.
Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase, [online], National Institute of Standards and Technology,インターネット <URL:https://cccbdb.nist.gov/introx.asp>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
非特許文献1は、吸着エネルギーを吸着分子の被覆率の一次式で近似する技術を開示する。この技術は、1種類の気体分子が金属の表面に多数吸着した構造モデルを対象とする。非特許文献1は、複数種類の気体分子が金属の表面に混在して吸着(共吸着)した場合における、吸着分子間の相互作用を考慮していない。
【0005】
ところで、共吸着エネルギーの計算手法として、量子化学計算が挙げられる。この計算方法の問題点は、莫大な計算時間を要することである。また、共吸着する分子の種類と被覆率とが多様に変化する場合には、想定される構造モデルの候補は、膨大な数になる。したがって、興味のある共吸着エネルギーを量子化学計算で求めようとすると、膨大な数の構造モデルの全てについて莫大な計算時間を必要とする。つまり、それら膨大な数の構造モデルの全てについて化学量子計算を行うことは、時間的にも費用的にも極めて困難をともなう。
【0006】
そこで、共吸着エネルギーを予測する方法が望まれている。量子化学計算に時間を費やすことなく共吸着エネルギーを予測できれば、例えば、触媒設計の効率を向上できる。
【0007】
本発明は、必要最小限度の化学量子計算によってパラメーターを定めて、共吸着エネルギーを予測可能な共吸着エネルギーの予測方法、および共吸着エネルギーの予測プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記の課題を解決するため本発明に係る共吸着エネルギーの予測方法は、金属の表面に吸着する複数種の吸着分子の1個あたりの共吸着エネルギーを式(1)から式(13)を用いて予測する。
【0009】
TIFF
2024156380000002.tif
89
170
【0010】
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2024156380000003.tif
40
170
(【0011】以降は省略されています)

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