取組概要
窒素と水と再生可能エネルギー由来の電力を用いて、二酸化炭素を発生しないエネルギー物質であるアンモニアを一段で合成するシステムの開発
カソードの三相界面を三次元化して窒素解離触媒を加えることで、全く新しい電極反応を開発して効率的なアンモニア合成システムの開発を目指した。
成果
電極上のアンモニア生成機構を検討した結果、プロトンと窒素からの直接アンモニア生成の証拠は得られなかった。そこで水電解とアンモニア合成は逐次的に進めるべきと判断し、水電解セルとアンモニア合成触媒を同じセル内に設置した。水電解温度と触媒反応温度を極力近づけた材料の開発を行った結果、世界最高のアンモニア生成速度を有する電解セルの開発に至った。現在、太陽光などの再生可能エネルギーの導入は急速に進んでおり、それらの「効率的な利用法」が求められている。本技術は再エネ電力から液体燃料であるアンモニアを1段で作ることのできるシステムであり、社会のニーズに応える一つの原理実証となったと考えている。
再生可能エネルギー利用社会を目指すのであれば、電気化学と触媒化学の融合技術の開発は必要不可欠と考える。二酸化炭素、窒素、水に電力を与えて人間活動に必要なエネルギーと製品を作ることが将来に向けて必要な技術であり、本テーマはその第1歩を踏み出したものと位置付けている。
※この取組は、提言・事例集『私立大学理工系分野の研究基盤の強化と向上－科学技術イノベーションの推進に向けて－』で紹介した研究事例です。
詳細等は関連リンクをご覧ください。
2022.04.07
研究
