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名大、再生可能エネルギーの利用に適した条件下で極めて高いアンモニア合成活性を示す新型触媒を開発

2020/1/23 14:40
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発表日:2020年1月23日

再生可能エネルギーを利用したアンモニア合成に期待

~エネルギー問題、食糧問題の解決に寄与する高活性触媒を開発~

名古屋大学大学院工学研究科の佐藤 勝俊 招へい教員(京都大学特定講師)、宮原伸一郎 派遣職員、小倉 優太 博士研究員、永岡 勝俊 教授らの研究グループは、再生可能エネルギーの利用に適した温和な条件下で、極めて高いアンモニア合成活性(生成速度)を示す新型触媒(Ru/Ba/LaCeOx)を開発しました。

アンモニアは化学肥料の原料として重要な化学物質であり、エネルギーキャリア(注1))としても近年注目されています。今回開発した触媒は既報の活性を大きく上回り、ルテニウム系の酸化物担持型触媒(注2))として世界最高レベルの活性を実現しました。また、反応がおきる活性点(Ruナノ粒子)の表面が強い塩基性をもつ酸化物のナノサイズの破片に覆われた特徴的な構造をしていること、この構造を構築するためには、従来は非常識と考えられていた高温での還元処理が重要であるということを、電子顕微鏡観察を中心とした最新の解析手法を駆使して明らかにしました。

本研究で開発した触媒は簡単に調製でき、取り扱いも容易なため、工業化にも適しており、再生可能エネルギー利用型アンモニア生産プロセスの実現が望まれます。また、今回の触媒設計を応用することで、さらに高活性なアンモニア合成触媒が創製できると期待できます。

この研究成果は、2020年1月14日付け米国科学雑誌ACS Sustainable Chemistry andEngineeringオンライン版に掲載されました。

本研究は、JST-CREST「エネルギーキャリアとしてのアンモニアを合成・分解するための特殊反応場の構築に関する基盤技術の創成(研究代表者:永岡勝俊)」の支援のもとで行われたものです。

【ポイント】

・再生可能エネルギーで実現が可能な条件の下、高い活性を示す触媒(工業化に適した調製方法で容易にハンドリングが可能)を開発した。

・従来の触媒よりも、重量あたりで 5 倍のアンモニア生成速度を達成した。

・高いアンモニア生成活性の原因である特殊な表面構造の形成メカニズムとその作用を解明した。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0527469_01.pdf

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