東京大學研發出氨合成的新型鉬催化劑
2023/05/09
東京大學的西林仁昭教授等人成功提高了使用水和氮等合成氨的催化劑性能。催化劑的壽命被延長至以前的15倍,同時氨的合成速度也提高到了約7倍。即便燃燒也不會産生二氧化碳的氨作為脫碳社會的燃料正在備受期待。西林等人將以實用化為目標,繼續對催化劑進行改進。
目前,氨的量産廣泛採用哈伯·博世(Haber Bosch)工藝,使用以鐵為主體的催化劑,使空氣中的氮和氫在高溫高壓狀態下發生反應。雖是約100年前確立的工藝,但作為原料的氫大多從成本低廉的天然氣甲烷中提取,製造過程中會産生大量二氧化碳。
西林仁昭等人正在與出光興産、日産化學、東芝等公司致力於一項共同研究,將金屬鉬用作催化劑,使用水和氮等來合成氨。在使用新型鉬催化劑的情況下,合成速度是以前的約7倍,並證實在常溫和常壓狀態下也具有活性。
IHI的橫濱事業所的氨罐
以前,可將鉬催化劑用於氨合成的次數上限約為4000次,但此次開發的催化劑通過增加新分子,使合成次數提高至以前的15倍,達到約6萬次。要用於大量生産,還需要在反應速度等方面加以改進,西林仁昭等人的當前目標是將催化劑的可使用次數增加到10萬次。
氨作為肥料等原料對人們的飲食生活起到了支撐作用,但製造過程中的二氧化碳排放量佔世界總量的1%以上。要實現脫碳社會,必須採用新的量産技術。
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