2026/04/15 更新

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イシカワ　アツシ
石川　敦之
ISHIKAWA ATSUSHI
所属
環境・社会理工学院 准教授
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
ホームページ
https://ishikawa-group.github.io/
外部リンク

学位

  • 工学博士 （ 京都大学 ）

研究分野

  • ナノテク・材料 / グリーンサステイナブルケミストリー、環境化学

経歴

  • 東京工業大学   環境・社会理工学院   准教授

    2023年4月 - 現在

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  • 国立研究開発法人物質・材料研究機構   エネルギー・環境材料研究拠点   主任研究員

    2017年4月 - 2023年3月

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論文

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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年

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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年

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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年

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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年

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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年

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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年

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講演・口頭発表等

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 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

    研究課題/領域番号：22H00285  2022年4月 - 2025年3月

    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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    配分額：42250000円 （ 直接経費：32500000円 、 間接経費：9750000円 ）

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  • 温度・圧力等の反応条件を取り込んだ理論化学による不均一触媒反応の機構解明

    研究課題/領域番号：16K17860  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    石川 敦之

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    これまで触媒反応の反応機構の解明は、実験的・理論的アプローチの双方から行われてきた。これまで多くの知見が理論的手法により得られてきたが、実験において重要となる温度や圧力などの反応条件を考慮した理論手法の発展は途上であり、実験と理論のギャップを埋める上で重要である。本研究課題は、このような観点から、温度・圧力・触媒の形状などを考慮した理論的研究を展開し、これらの要因が触媒反応の活性にどのように影響するかの解明を目的とした。このような課題に対し、第一原理計算と反応速度論を用いた検討を行ったところ、アンモニア合成反応などにおいて粒子の大きさに対する依存性などを予測することができた。

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  • 凝縮系の熱力学量に対する高精度量子化学計算法の開発

    研究課題/領域番号：15K13629  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    中井 浩巳, 石川 敦之

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    配分額：3380000円 （ 直接経費：2600000円 、 間接経費：780000円 ）

    本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。
    ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準水素電極電位(SHE)の算出、⑤CO2化学吸収法における反応自由エネルギーの理論的検討、⑥遷移金属錯体の生成エンタルピーの理論的検討。

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  • グラフェン・ヘテログラフェンによる材料設計のための大規模量子化学計算法の確立

    研究課題/領域番号：26870645  2014年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    石川 敦之

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    本研究では、グラフェンによる均一系・不均一系触媒反応を主な対象とした理論研究を行った。不均一系に対する成果として、グラフェンに担持されたプラチナクラスターによるCO酸化反応を量子化学計算により検討し、活性化エネルギーの低下が顕著に起こることを明らかにした。均一系に対する成果としては、グラフェンが関与する溶液内反応への量子化学理論の応用を広げるため、溶液内の熱力学量を高精度に算出する新規な量子化学手法である調和溶媒和モデル(Harmonic solvation model)を考案した。

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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

    研究課題/領域番号：09J05442  2009年 - 2010年

    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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    配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）

    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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