Updated on 2026/04/15

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ISHIKAWA ATSUSHI
 
Organization
School of Environment and Society Associate Professor
Title
Associate Professor
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https://ishikawa-group.github.io/
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Degree

  • 工学博士 ( 京都大学 )

Research Areas

  • Nanotechnology/Materials / Green sustainable chemistry and environmental chemistry

Research History

  • Tokyo Institute of Technology   School of Environment and Society   Associate Professor

    2023.4

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  • National Institute for Materials Science   GREEN   Senior researcher

    2017.4 - 2023.3

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Papers

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MISC

  • アルカリ水電解用鉄系酸素発生触媒の開発

    菅原勇貴, 鎌田慶吾, 石川敦之, 館山佳尚, 山口猛央

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)   51st   2020

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  • CeO2への異種カチオンドープによる担持Fe凝集抑制

    三瓶大志, 村上洸太, 水谷優太, 石川敦之, 比護拓馬, 常木英昭, 中井浩巳, 関根泰

    触媒討論会討論会A予稿集(CD-ROM)   126th   2020

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  • 電場アンモニア合成におけるSrZrO3担体へのドープ効果

    田中雄太, 村上洸太, 林流石, 堺竜哉, 石川敦之, 小河脩平, 常木英昭, 萩庭尚道, 中井浩巳, 関根泰

    触媒討論会討論会A予稿集(CD-ROM)   124th   2019

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  • 電場を用いたアンモニア合成における卑金属触媒の探索

    田中雄太, 村上洸太, 堺竜哉, 都甲健太, 伊東一陽, 石川敦之, 比護拓馬, 矢部智宏, 小河脩平, 池田昌稔, 常木英昭, 常木英昭, 中井浩巳, 関根泰

    触媒討論会講演予稿集(CD-ROM)   123rd   2019

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  • 表面プロトン伝導を用いたアンモニア合成の反応メカニズム

    村上洸汰, 中坪秀彰, 真鍋亮, 上手裕紀子, 久井雄大, 小河脩平, 常木英昭, 池田昌稔, 石川敦之, 中井浩巳, TRULS Norby, 関根泰

    触媒討論会討論会A予稿集   122nd   2018

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  • 表面プロトン伝導を用いたアンモニア合成

    村上洸太, 中坪秀彰, 真鍋亮, 上手裕紀子, 久井雄大, 小河脩平, 常木英昭, 池田昌稔, 石川敦之, 中井浩巳, NORBY Truls, 関根泰

    固体イオニクス討論会講演要旨集   44th   2018

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Presentations

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Research Projects

  • 超精密表面化学反応の開発と炭素ナノ構造体の磁性開拓

    Grant number：22H00285  2022.4 - 2025.3

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    川井 茂樹, HILL Jonathan, 石川 敦之, 松本 道生

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    Grant amount：\42250000 （ Direct Cost: \32500000 、 Indirect Cost：\9750000 ）

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  • Temperature and pressure dependent chemical kinetics from ab initio electronic structure calculation and its application to heterogeneous catalysts

    Grant number：16K17860  2016.4 - 2018.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    ishikawa atsushi

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    Grant amount：\4290000 （ Direct Cost: \3300000 、 Indirect Cost：\990000 ）

    This research subject aims to establish and apply a theoretical methodology which is based on ab initio electronic structure theory, but also including temperature and pressure effect via thermodynamics and chemical kinetics. As pilot examples, the NH3 synthesis reaction and NO + CO reaction was considered, and catalytic activity depending on catalyst state such as particle size of nano-cluster was successfully elucidated.

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  • Development of accurate quantumchemical computation method for condensed-phase therodynamic properies

    Grant number：15K13629  2015.4 - 2018.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    NAKAI Hiromi

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    Grant amount：\3380000 （ Direct Cost: \2600000 、 Indirect Cost：\780000 ）

    In order to develop the accurate quantum chemical computation method to evaluate the condensed-phase thermodynamic properties, this study has performed the practical applications of the harmonic solvation model proposed by our group. Based on this purpose, we have carried out four research topics: (1) development of rigid-body HSM, (2) quantum chemical investigation of liquid-vapor equilibrium, (3) quantum chemical investigation of gas solubility, (4) quantum chemical investigation of standard hydrogen electrode (SHE), (5) theoretical investigation of CO2 chemical absorption method, and (6) theoretical investigation of formation enthalpy of transition metal complexes.

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  • Large scale theoretical method intended for graphene and heterographenes for material science

    Grant number：26870645  2014.4 - 2016.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    Ishikawa Atsushi

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    Grant amount：\4030000 （ Direct Cost: \3100000 、 Indirect Cost：\930000 ）

    In this research, the catalytic system consists of metal cluster and graphene support was investigated by theoretical method. Both homogeneous and heterogeneous catalytic systems were examined in this work. For heterogeneous system, the CO oxidation reaction by Pt cluster on graphene support was investigated by quantum chemistry calculations. Extensive lowering of activation energy in the CO oxidation was found, when Pt cluster was supported on graphene. For homogeneous system, the new methodology for calculating thermodynamic properties in the condensed-phase with quantum chemistry, which is called "Harmonic solvation model", was proposed in this research.

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  • 遷移金属錯体の化学反応ダイナミクス:手法の開発と動的挙動の解明

    Grant number：09J05442  2009 - 2010

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    石川 敦之

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    Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）

    本研究課題は、遷移金属錯体の関与する化学反応の動的挙動を理論的に解明することを目的としており、本年度においては遷移金属錯体の関与する、理論的にも応用化学的にも興味深い化学反応の本質的な理解を与えること目標とした。
    まず、励起状態が関与する化学反応の例として、ルテニウムポルフィリンによるオレフィンの光誘起エポキシ化反応に対する理論的な研究を行った。本反応は、高い位置選択性を示す反応であり、合成化学的にも重要な反応であるが、その反応メカニズムは不明であった。本研究では、密度汎関数法(DFT)と多配置性を考慮した方法であるCASSCF法とを併用することにより、信頼性の高い量子化学計算を実現し、その計算結果に基づいて適切な化学反応メカニズムを示すことができた。
    さらに、高周期典型元素化合物として注目を集めている、ジホスフェンおよびその金属錯体の結合性や異性化反応に関する理論的研究を行った。近年、嵩高い置換基を用いることによってトランス体からシス体への異性化反応が進行することが報告された。本研究においてはこれらの反応系を理論計算により検討し、錯体への配位エネルギーの差異がシス・トランス異性体により大きく異なることが明らかとなった。その結果、ジホスフェン-金属錯体の相互作用を適切に評価することが異性化反応のダイナミクスを理解する上で本質的に重要であることが示された。
    また、現実系の化学反応を定量的に検討する新規手法として、溶液中における自由エネルギーを適切に評価する、溶質-溶媒間相互作用を考慮した回転のエントロピー評価法を考案した。
    これらの成果により、遷移金属原子を適切に取り扱う理論的手法が化学反応の記述にとって不可欠であることが示された。この成果は化学反応の動的挙動を理解するための基礎を与えるものであり、本研究課題の目的は本年度における成果により達成されたものと考えることができる。

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