窒素と水から常温・常圧でアンモニアを合成するための第一歩

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2023-03-16

engineering

{'items': [{'key': 'fnmpl', 'term': 'ハーバーボッシュ法', 'description': {'blocks': [{'key': '3464m', 'text': '鉄系触媒上で、窒素と水素を 400–600度、200–1000 atmの超臨界流体状態で直接反応させることでアンモニアを生産する方法。本プロセスでのエネルギー消費量は、全世界のエネルギー消費量の数％を占めると言われている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '5js2m', 'term': '窒素―アンモニア変換効率', 'description': {'blocks': [{'key': '3q05e', 'text': 'システムに流れた電流のうち、窒素―アンモニア変換反応(窒素還元反応)に使われた電流の占める割合から算出される。代表的な副反応としては、電解液の還元分解、（水が含まれている場合は）水の還元による水素発生反応などが挙げられる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '67k9v', 'term': '溶媒和構造', 'description': {'blocks': [{'key': '2asav', 'text': '電解液中の構成イオン（今回の場合は主にリチウムイオン）が、電解液のその他の構成成分（今回の場合はTHF溶媒やClO4イオンなど）との弱い相互作用によって取り囲まれ、形成する構造のこと。溶媒和構造によっては、中心イオンの電気化学的性質などに影響を及ぼす。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'h7le', 'term': 'SEI', 'description': {'blocks': [{'key': '38a1u', 'text': 'Solid electrolyte interphase の略で、電解液の分解により電極表面上に形成する薄い膜のこと。リチウムイオン電池の研究開発の中で存在が提唱され、その組成に応じてさまざまな機能をもつと言われている。SEIの組成は電解液の構成成分や組成を変化することにより制御できると考えられており、本研究でも水の添加によるSEI組成の変化が観察されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

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['片山 祐']

水を原料とする水素・酸素製造、二酸化炭素を原料とするアルコール・炭化水素の製造に続く、カーボンニュートラル実現の鍵となる物質変換反応の一つです。この成果は、水と窒素という２つのありふれた材料から、アンモニアという基幹材料を製造するための第一歩となるものです。この成果をもとに、電解液と電極、そしてその境界に存在する界面を丁寧に理解しながら、クリーンなアンモニア合成を実現したいと考えています。

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片山 祐

准教授

産業科学研究所

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/bd89296a2d26f50d.html?k=%E7%89%87%E5%B1%B1%20%E7%A5%90