公告/发布日期:2024/07/04

米乐m6官方网站 在室温常压下连续电解合成氨方面实现世界最高性能

-实现无碳氨生产工艺的重大进展-


出光兴产株式会社(以下简称“出光兴产”)、国立大学法人东京大学(以下简称“东京大学”)、国立大学法人大阪大学工学研究科(以下简称“大阪大学”)和国立产业技术综合研究所(以下简称“AIST”)正在共同进行在室温和来自空气中大量存在的氮气和水的压力连续电解合成氨※1实现了世界最高性能


燃烧过程中的一氧化碳2氢载体※2作为发电和工业锅炉的新型燃料而受到关注,但由于它是在高温高压下产生的,生产过程中会产生CO2减少排放是挑战之一。这项研究的结果在实验室规模上证明,可以在室温和压力下使用氮气、水和电(假设可再生能源)连续生产氨。已有100多年历史的现行制造方法(哈伯-博世方法※3),这是一项创新技术,将加速实现无碳氨制造工艺。

研发方面,由东京大学工学研究生院西林弘明教授开发钼催化剂※4这个适用于钼催化剂的电解合成技术的开发※5,用于电解合成的电极单位面积的氨生产率比传统技术提高了约20倍,实现了世界最高性能(图1和图2)。

这项研究和开发是由出光兴产作为管理公司和 NEDO(新能源和工业技术开发组织)进行的绿色创新基金项目委托工作※6未来,我们将稳步推进开发,以建立具有成本竞争力的量产技术,并进一步发展我们的研究成果。

图1

图1常温常压下氮气、水、电氨电合成反应性能值比较
报告示例1:SZhang、HZhao等人安吉。化学。国际。埃德., 59, 13423 (2020)
报告示例2:SZhang、HZhao等人自然。维持, 6, 169 (2023) 
 

图2

图2氨电合成反应测试


※1 连续电解合成氨
在催化剂存在下,通过向称为电解池的装置通电,由氮气和水连续合成氨,该装置由正电极、负电极以及将它们分开的隔膜组成。通过使用来自阳光和风能等可再生能源的电力,可以使氨生产过程实现无碳化。[返回来源]
※2 氢载体
一种将氢转化为液体或含氢化合物以供运输和储存的方法。氨是有前途的氢载体之一。[返回来源]
※3 哈伯-博世法
一种通过氢气和氮气在高温高压下反应生产氨的技术。制造过程中的二氧化碳2排放是不可避免的,作为原料氢是从石油、煤炭和天然气等化石燃料中提取的,从原料中提取二氧化碳2排放也是一个问题。[返回来源]
※4 钼催化剂
一种催化剂,其中称为配体的分子结合在钼原子周围。在氮气、水和碘化钐(还原剂)存在下,可以在室温和压力下合成氨。 (参考论文:自然568, 536–540 (2019))[返回来源]
※5 适用于钼催化剂的电解合成技术的开发
责任机构进行了钼催化剂的改进(负责:东京大学)、优化电合成反应位点(负责:产业技术研究院、出光兴产)、开发促进电合成反应的还原剂(负责:大阪大学)。[返回来源]
※6 绿色创新基金项目实施概况
如下。
■ 项目名称:常温常压绿色制氨技术开发
■系统:出光兴产株式会社(秘书)、东京大学、东京工业大学、大阪大学、京都大学
■ 分包商/共同合作伙伴:米乐m6官方网站、日产化学有限公司、东芝公司、筑波大学
■ 期间:2021 年至 2028 年(计划)
■ 网址:https://green-innovationnedogojp/project/building-fuel-ammonia-supply-chain/scheme/ [返回参考源]


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