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アンモニア合成用炭素材料担体Ru触媒の高活性発現機構の解明

阐明碳材料载体Ru催化剂氨合成高活性表达机制

基本信息

批准号：
22K14483
负责人：
西政康
金额：
$ 2万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and 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 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アンモニア合成過程における二酸化炭素排出量の削減に向けて、再生可能エネルギー由来の電力を用いて水の電気分解によって得られた水素から、従来のアンモニア合成条件よりも温和な条件でアンモニアを合成するための触媒の開発が求められている。本研究課題では、高比表面積を有する炭素材料担体に金属触媒であるルテニウムおよび助触媒であるセシウムあるいはバリウムを担持した新規触媒の開発および活性発現機構の解明に取り組む。本年度はスーパーグロース法によって製造された単層カーボンナノチューブにルテニウムおよびセシウムを担持した触媒を調製し、再生可能エネルギー由来の電力を利用して製造された水素の供給を想定した変動条件でのアンモニア合成試験を行った。その結果、アンモニア合成反応の停止・再開を伴う温度や圧力の条件変動に対して、触媒活性が追従し、早期に安定するという優れた応答性を示すことを明らかにした。また、調製した触媒をペレット状に成型し、11-81気圧までの高圧条件でのアンモニア合成試験を行い、既存ルテニウム触媒より1.5倍程度高濃度のアンモニアを合成することに成功した。また、11-51気圧の圧力範囲において、アンモニア濃度が平衡近くに達するという高いアンモニア合成活性を示すことを明らかにした。また、温度380℃、圧力51気圧の条件で最大の活性を示し、従来のアンモニア合成条件よりも温和な条件で高濃度のアンモニアを合成できることを明らかにした。

During the synthesis process, the reduction of carbon emission from diacid is possible, and regeneration is possible. The electric decomposition of water is possible. The synthesis conditions are mild. The catalyst development is possible. This research topic is to find out the composition of metal catalyst with high specific surface area and cocatalyst with high specific surface area. This year, the production method of the first layer of the first layer of the first layer As a result, the reaction temperature, pressure and reaction time of the catalyst are changed, and the catalyst activity is recovered, the stability is improved, and the response is improved. The catalyst was successfully synthesized at a concentration of 1.5 times higher than that of the existing catalyst under high pressure conditions of 11-81 C. The pressure range of 11-51 ° C is close to equilibrium. The concentration is close to equilibrium. The synthesis activity is high. Temperature: 380℃, Pressure: 51 ℃, Maximum activity: 100 ℃, Temperature: 380 ℃, Pressure: 51 ℃, Maximum activity: 100 ℃, Temperature: 380 ℃, Pressure: 51 ℃, Temperature: 380 ℃, Temperature: 380 ℃