Detailed reaction mechanisms in chemical reactions are important to develop new high-performance materials, to reveal biological functions, etc. Whereas in situ measurement of structure and reaction dynamics can be quite hard, molecular simulations can provide valuable information to elucidate the molecular mechanism such as the reaction energies, (electronic) structure, dynamics, and so on.

    Therefore, we aim at elucidating chemical reactions in condensed phases at a molecular level by ab initio electronic structure calculations and/or molecular dynamics (MD) simulation. We sometimes collaborate with experimental groups to validate theoretical modeling and offer the molecular-level mechanism. At the same time, we develop theoretical tools to more accurately and more efficiently calculate the reaction energies, physical properties, etc.

　新しい高性能触媒を開発するためには、触媒反応の反応機構を原子レベルで理解することが重要です。構造・反応ダイナミクスの実験による解析に加えて、分子シミュレーションを用いることにより触媒の電子や原子の構造、反応機構、ダイナミクスなどを原子レベルで明らかにすることができます。第一原理電子状態計算などの計算科学的手法により、触媒の構造や反応機構を原子レベルで解明することを目指しています。

Grants

研究代表者 

1. 2026年度～2026年度、アンモニアを活用したCO2メタネーション用プロトン伝導型触媒の開発、八洲環境技術振興財団研究助成金

2. 2026年度～2026年度、機械学習による昇温脱離解析手法の開発、島津科学技術振興財団研究開発助成金 

3. 2025年度～2027年度、金属共担持触媒によるCO2活性化機構の解明と触媒探索、JSPS 科学研究費助成事業 基盤研究（Ｃ） 

4. 2024年度～2024年度、CO2水素化における固溶体触媒の構造と反応機構、愛媛大学研究活性化事業（若手研究活動スタート支援） 

5. 2024年度～2024年度、CO2を資源に変えるナノ粒子触媒の創製、高橋産業経済財団助成金

6. 2024年度～2024年度、低温メタノール合成における触媒構造と反応機構の解明、2023年度 貴金属に関わる研究助成金 TANAKA Special Award

7. 2023年度～2023年度、計算科学によるジルコニア系固溶体触媒の解析と材料探索、第一稀元素化学工業株式会社 研究助成金

8. 2023年度～2024年度、化学反応・物性のシミュレーション技術開発、NOK株式会社

9. 2022年度～2022年度、高活性光触媒の機能解明を目指した電荷移動反応の高精度シミュレーションの開発、公益財団法人 池谷科学技術振興財団　単年度研究助成

10. 2021年度～2023年度、ジルコニア系触媒を用いたCO2水素化によるメタノール合成の分子科学、JSPS 科学研究費助成事業 基盤研究（Ｃ）

11. 2020年度～2022年度、酸化チタン界面における光触媒反応メカニズムの理論的解析、日本板硝子材料工学助成会 令和２年度（第４２回）国内研究助成

12. 2019年度～2020年度、分子シミュレーションを用いた固体・液体界面における分子構造とダイナミクスの解明、JSPS 科学研究費助成事業　若手研究

13. 2009年度～2011年度、溶液中のプロトン移動に対する核の量子性を取り込んだ準量子的動力学理論の開発と応用、JSPS 科学研究費助成事業　特別研究員奨励費

研究分担者

14. 2024年度～2026年度、二酸化炭素からのエタノール合成を可能とする多機能触媒の開発、JSPS 科学研究費助成事業 基盤研究（B）

15. 2024年度～2026年度、多機能性触媒を用いたバイオガスからの含酸素化合物合成、環境研究総合推進費

16. 2022年度～2023年度、バイオガス中二酸化炭素の有効利用技術開発、NEDO先導研究プログラム

17. 2019年度～2019年度、CuIを原料とするCuの選択形成、JSPS 科学研究費助成事業 基盤研究（Ｃ）

Awards

1. 2024年4月、2023年度 貴金属に関わる研究助成金 TANAKA Special Award 

2. 2020年12月、計算物質科学の新展開2020 ポスター賞, 拘束密度汎関数理論によるプロトン移動の分子動力学シミュレーション, 物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会 

3. 2008年10月、分子科学討論会ポスター賞, プロトン移動における振動緩和に対する準量子的動力学理論の開発と応用, 分子科学会