Development of a highly efficient system for solar-ammonium production by nitrogen reduction in aqueous solution.

开发一种通过水溶液中氮还原生产太阳能氨的高效系统。

• 批准号: 22K18309
• 负责人: 八木 政行
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18309/
• 关键词: アンモニア生成; 窒素還元; 混合金属酸化物膜; 太陽光物質変換; 触媒

ヘマタイト（Fe2O3）は、電気化学的な窒素還元によるNH3生成反応を促進する電極触媒として知られているが、その触媒性能には改善の余地が残されている。一方、Fe2O3触媒修飾電極の簡便作製法の開発も強く望まれている。本研究では、前駆体溶液を電極表面にドロップキャストする簡易な手法を用いてFe2O3触媒修飾電極を作製し、窒素飽和水溶液中における電気化学的NH3生成触媒活性を評価した。300 ℃で焼成して作製したFe2O3/カーボンペーパー（CP）電極 のCVを測定した。Fe2O3の修飾により、-0.1 V vs RHE 付近からカソード電流の立ち上がりが確認された。Fe2O3/CPの-0.1 Vにおける定電位電解実験では、CP電極を用いた場合のの4.5倍の安定した電流が1時間に渡って観測された。インドフェノール法により生成アンモニアを定量した。電解後のFe2O3/CP電解液の660 nmにおける吸光度がCP電解液よりも顕著に大きいことから、Fe2O3がNH3生成触媒として働き、効果的にアンモニアが生成したことが示された。。電解後のFe2O3/CP電解液の吸光度から、0.180 μmolのNH3が算出され、ファラデー効率は26.9 %と見積もられた。一方、多元混合金属酸化物の合成に着手し、MoおよびFeを含む高分散かつ安定な多元混合金属酸化物の合成に成功した。

ヘ マ タ イ ト (Fe2O3) は, electric 気 chemical な smothering element also yuan に よ る NH3 generated against 応 を promote す る electrode catalyst と し て know ら れ て い る が, そ の catalytic performance に は room to improve の が residual さ れ て い る. The development of a simple manufacturing method for Fe2O3 catalytically modified electrodes is strong く hope まれて る る. This study で は を electrode surface, the former 駆 body solution に ド ロ ッ プ キ ャ ス ト す る simple な gimmick を with い て Fe2O3 し the catalytic electrode を cropping and smothering, saturated water solution of に お け る electric 気 chemical NH3 generated を catalytic activity evaluation 価 し た. 300 ℃ で 焼 into し て cropping し た Fe2O3 / カ ー ボ ン ペ ー パ ー (CP) electrode の CV を determination し た. Fe2O3 <s:1> modification によ, -0.1V vs RHE is applied to nearly らカソ らカソ ド ド current <e:1> standing ち が が confirmation された. Fe2O3 / CP の - 0.1 V に お け る constant potential electrolysis be 験 で は, CP electrode を い た occasions の の 4.5 times の settle し た current が 1 time に crossing っ て 観 measuring さ れ た. The によ によ ドフェノ ドフェノ ドフェノ によ によ method produces ア モニアを モニアを quantification た た. After electrolytic の Fe2O3 / CP electrolyte の 660 nm に お け る absorbance が CP electrolyte よ り も 顕 に large き い こ と か ら, Fe2O3 が NH3 generated catalyst と し て 働 き, unseen fruit に ア ン モ ニ ア が generated し た こ と が shown さ れ た.. After electrolytic の Fe2O3 / CP electrolyte の absorbance か ら, 0.180 mu mol の NH3 が calculate さ れ, フ ァ ラ デ ー は sharper rate 26.9% と see product も ら れ た. The <s:1> synthesis of one-component and multi-component mixed metal acidifiers に was initiated, and the <s:1>, Moおよび, Feを containing む, highly dispersed む, <s:1> stable な and multi-component mixed metal acidifiers <s:1> were successfully synthesized に and た.