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大気圧流動層プラズマを利用した革新的小規模分散型アンモニア合成

使用常压流化床等离子体的创新型小规模分布式氨合成

基本信息

批准号：
22K14236
负责人：
全俊豪
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年，日本では発電量が不安定な再生可能エネルギー発電を大量投入した低炭素社会に移行し始めている。そこで，電力系統の安定性の観点からも余剰に生産した電力をエネルギーキャリアに貯蔵し輸送する技術の必要性が高まっている。エネルギーキャリアの中でもアンモニアは，17.8 mass%の質量水素密度を有しており，大量生産技術が確立され，燃料という形で直接利用できるエネルギーキャリアとして現在有望視されている。アンモニア合成の製造手法はハーバーボッシュ法が確立されており，現在も産業利用されているが，大量なエネルギーを使用する関係上，小規模分散型の再生可能エネルギー発電に適応できない。本研究計画では申請者独自に開発した大気圧流動層プラズマ（特許出願済み）とルテニウム担持酸化マグネシウムナノ粒子触媒を組み合わせて，再生可能エネルギー発電の余剰電力を有効活用した革新的なCO2フリーの小規模分散型アンモニア合成を目指す。本年の研究実績としては実験装置を準備し，実験をスタートアップしたところ，ルテニウム担持触媒と大気圧流動層プラズマを組み合わせたことで，従来のパックドペットプラズマよりも3倍ほど高いアンモニア合成収率が達成できることがわかった。しかし，大気圧流動層プラズマの放電維持は現在15分程度が限界であり，触媒粒子が凝集してしまうことが原因であると思われる。今後はさらなる大気圧流動層プラズマの維持条件を探し，安定的なアンモニア合成手法を開発していく予定である。

In recent years, Japan has invested heavily in the transition to a low-carbon society due to the instability of electricity generation and the possibility of regeneration. Therefore, the stability of the power system from surplus to production, power generation, storage and transmission technology is highly necessary. 17.8 mass% of mass water density has been established, mass production technology has been established, and direct utilization of fuel and medium form is now expected to be realized. The production method of Amorphous Synthesis has been established by the method of separation and transformation, and now it is widely used in the industry. In terms of the relationship between the use of a large number of products, the small-scale dispersion type can be regenerated and the power generation is suitable. This research project aims to develop a novel small-scale dispersed CO2 catalyst for the application of particle catalyst assembly for high pressure fluidized bed reactor (licensed reactor) and supported acidification reactor, which can regenerate electricity and make use of residual power. This year's research results show that the preparation of the device, the implementation of the system, the support catalyst and the high pressure mobile layer, the combination of the system, the future of the system, the high pressure mobile layer, the combination of the system, the high pressure mobile layer, the combination of the system, the combination of the system and the high pressure mobile layer, the combination of the system, the combination of the system and the high pressure mobile layer. The high pressure fluid layer is maintained at a level of 15 minutes, and the catalyst particles are aggregated. In the future, the maintenance conditions of high pressure fluid layer will be explored, and the stable synthesis method will be developed.