抄録
天然ガスの主成分であるメタンは水蒸気改質(金属触媒と800 ℃以上の高温が必要) により水素と一酸化炭素の合成ガスに変換され、その後種々の化合物となる。現在のメタン水蒸気改質反応では反応性やコストのために、主にNi が触媒として使われているが、初めの強固なメタンのC–H開裂の活性化エネルギーは極めて高いのに対し、続く2 回目、3 回目の活性化エネルギーは比較的低く、CH*が他の中間体に比べて圧倒的に安定である。このため、メタンをCH3* とH* に切断するほど活性の高い金属表面では、C–H結合の解離が進み、エネルギー的に最安定なCH*まで分解されてしまう。反応途中段階のCH3* やCH2* をCH*よりもエネルギー的に安定にできれば、CH3* やCH2* の寿命が長くなり、有用な化合物に直接変換される可能性が高まる。我々は二成分合金に着目し、DFT計算と、その結果を機械学習などから理解する触媒インフォマティクスにより、表面上でCH3* がCH*よりも安定な材料を探索した。
