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ハーバーボッシュ法は

 今も幅をきかせるアンモニア合成法で、窒素と水素を原料として高温、高圧で反応が進行する。ただしこの多段階過程で世界中の排出量の1%分以上のCO2も出している。それに対して今回BaZrO3をもとにしたプロトン酸セラミック膜反応容器の中での電気化学反応で、常圧一段階ステップで合成できる方法が報告された[1]。理想的な条件下では従来の25%のエネルルギーを削減できて50%程度のCO2排出も抑制できる。一段階ステップにできた鍵は、別々の全ての反応を近接させた点である。反応のシステムは窒化バナジウム鉄カソードとニッケルをもとにしたアノードとの間に挟み込んだBaZrO3電解質でできている。従来法では1000 °CでCH4の改質によって水素が製造されているがここでは、CH4はCO2とH+に変換されて、H+のみが固体の電解質を通りカソードに到達できる。アノードからイオンを除去するとルシャトリエの原理に従ってCH4変換が促進される。これはこのシステムの取り得の一つである。カソードではN2が電気化学的に活性化されてH+と反応しNH3に至る。アンモニアって甘いもんやではありません。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 November 11, p. 5.

DOI: 10.1016/j.joule.2019.10.006

19.11.27

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