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2017年6月12日 (月)

クリーンエネルギー社会の実現に向けて~アンモニアから水素を簡単に取り出す触媒プロセスを開発-触媒への吸着熱を利用した新しい反応の起動方法-

2017/5/1
大分大学トピックス
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 本学理工学部創生理工学科の
永岡勝俊 准教授,佐藤勝俊 客員研究員
らの研究グループは,室温でアンモニアと
酸素(空気)を触媒に供給するだけで,
外部からの加熱無しに反応を繰り返し
起動させ,瞬時に水素を取り出すことが
できる触媒プロセスを開発しました。
 
 開発した触媒プロセスの利用によって,
水素製造にかかる起動時間の短縮,
省エネ化,そして装置の小型化の達成が
期待できます。
 
 また,基礎的な物理化学現象である
吸着熱を触媒層の加熱に利用するという
概念は,他のさまざまな反応の
起動プロセスへの利用が期待できます。
 
 この研究成果は,平成29年4月29日
(日本時間)にアメリカ科学技術振興協会
発行の学術雑誌Science Advances
(Science姉妹誌)のオンライン版に
掲載されました。
 
 
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本研究成果のポイント
 
○アンモニアをエネルギーキャリアとして
 利用するためには,短時間で起動でき,
 水素を高速で製造可能な
 アンモニア分解プロセスが求められて
 いた。
 
○アンモニアの触媒への吸着熱を利用する
 ことで触媒層を内部から加熱し,
 室温から水素製造反応を起動させる
 新しい触媒プロセスの開発に成功した。
 
○触媒表面の酸点と金属酸化物粒子表面
 へのアンモニア吸着が,
 反応起動のためのキーステップである
 ことを明らかにした。
 
○本研究成果の応用によって,
 アンモニアから水素を簡単・瞬時に
 取り出すことが可能な新しい
 触媒プロセスを構築することが
 期待される。
 
 
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概要
 
 私たちの生活に欠かせない
 主要なエネルギー源である
石油・天然ガスなどの化石燃料は
限りがあり,将来枯渇することが
予想されています。
 
 これに対し,太陽光や太陽熱,水力,
風力,バイオマス,地熱などの
エネルギーは,一度利用しても
比較的短期間に再生が可能であり,
資源が枯渇しないエネルギーです。
 
 これらは,「再生可能エネルギー」
ともいわれます。
 
 石油等に代わるクリーンなエネルギー
として,政府は再生可能エネルギーの
占める割合を増加させることを
目指していますが,再生可能エネルギー
の効率のよい利用のためには
まだたくさんの解決すべき課題がある
ことも事実です。
 
 永岡准教授らの研究グループは,
1.原料ガス中に酸素を少量加えて
  発熱反応とする,
2.触媒へのアンモニアの吸着熱を
  利用して触媒層を反応開始温度まで
  内部から瞬時に加熱する,
 
という2つの新しい概念を導入すること
で,従来型プロセスの弱点を克服し,
アンモニア分解反応を室温から起動させ,
水素を瞬時に発生させる
新しい水素製造プロセスの開発に
成功しました。
 
 またこのプロセスでは1度反応を
起動させると,2回目以降は
外部からの熱供給がなくとも,
繰り返し反応を起動させることが
できます。
 
 今回開発された技術は,
再生可能エネルギーとしての
水素エネルギーの利用技術の発展への
貢献が期待されます。
 
 
研究内容の詳細については こちら
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 これも又、水素社会実現に向けての
一歩ですね。
 
 
 
>本研究の成果を利用することで、
>アンモニアからの水素製造にかかる
>起動時間の短縮、省エネ化と、
>小型化を達成した水素製造装置である
>「常温起動形アンモニアクラッカー」
>の実現が期待できます。
 
>このプロセスはさまざまな水素利用
>特に、燃料電池や水素エンジンなどの
>起動・停止を頻繁に行う装置に対して
>威力を発揮すると考えられ、
>エネルギーキャリアとしての
>アンモニアの普及に貢献することが
>できます(図 3)。
 
>また、吸着熱の発生という
>基礎的な現象を触媒層の加熱に利用する
>という概念は、アンモニアの分解
>のみならず他のさまざまな反応の
>起動プロセスへと展開することが
>期待できます。
 
 
 水素社会の実現までには
まだまだ道遠しという感じがしますが、
遙かな道も一歩からです。
 
 期待しています。

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