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産総研、グリーンアンモニアに適した触媒を開発

産業技術総合研究所の西政康主任研究員らは、原料となる水素の供給量が変動してもアンモニアを安定的に合成できる触媒を開発した。水素を再生可能エネルギー由来の不安定な電力で製造してもアンモニア合成の効率を落とさずに済む。製造時に二酸化炭素(CO2)を排出しない「グリーンアンモニア」の合成手法の開発に生かす。

現行のアンモニア合成法であるハーバー・ボッシュ法は、原料となる水素を化石資源から製造する際に大量のCO2を排出する。そこで太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーによる電力で水を電気分解し、水素を製造する手法が検討されている。ただし太陽光発電や風力発電は発電量が変動しやすいため、水素の供給量も不安定になりやすいのが弱点だ。

研究チームは水素の供給量が変動してもアンモニアを安定的に合成できる触媒の開発を目指した。開発した触媒は単層カーボンナノチューブ(CNT)にルテニウムなどの金属を添加した材料。セ氏380度、51気圧というハーバー・ボッシュ法に比べると低い温度と圧力で、合成されるアンモニア濃度が最大になった。12時間の合成と6時間の停止を繰り返しても効率的にアンモニアを製造できた。

開発した触媒は高価な材料を使うことに加え、アンモニア合成触媒としてのメカニズムに未解明の部分が残る。工業利用に向けてこれらの解決に向けた研究を進める。

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