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電気化学セルで

 アンモニアを製造する場合には、窒素原子が水にほとんど解けないことと、水溶液電解液の中のプロトンが簡単に水素に還元されてしまうために効率がかなり低い。その中研究者らは水性電解液をイオン液体に置き換えた実験を行っていた。以前プロトンを供与しないフッ素化イオン液体を使ったところ、水素発生が抑えられて窒素の溶解性も向上した。ただしイオン液体の高い粘度が全体の反応速度を低下させた。それに対してここでは非プロトン性フッ素化溶媒とイオン液体をブレンドさせたところ、これらが連動して、電解液の粘度は低下し特性は保持されていた[1]。さらにナノ構造を使って、酸化鉄ベースの触媒の表面積を拡大させた。これによって反応速度は10倍になった。新しいシステムでは、電子が32%効率でアンモニアへの変換を達成していて、水性電解液では10%という以前の値よりもかなり改善されていた。これによってエネルギー負荷の大きいHaber-Bosch法に置き換わるプロセスが誕生するかもしれない。負荷の軽減、不可思議ではない。

[1] Chemical & Engineering News, 2018 May 28, p. 9.

DOI: 10.1021/acsenergylett.8b00487

18.6.18

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