Electrochemical CO2 reduction for efficient utilization of green NH3

Research Project

Project/Area Number	22K19042
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	菊地隆司北海道大学, 工学研究院, 教授 (40325486)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords	アンモニア / 電気化学的還元 / 固体電解質 / 二酸化炭素 / メタン
Outline of Research at the Start	本研究では、NH3を水素源、CO2を炭素源としてCH4を合成する電気化学セルを開発する。NH3は容易に液化しエネルギー密度が大きいことに加え、燃焼してもCO2が発生しないカーボンフリーな燃料として期待されている。NH3分解による水素発生は吸熱反応であり、CO2水素化によるCH4合成は発熱反応であることから、これらの反応を電気化学セルのアノード、カソードでそれぞれ進行させ、一つの電気化学セル内で反応熱の授受ができれば、熱効率の高い物質変換ができる。また、ジュール熱等のセルでの熱損失を化学エネルギーの形で回収できる。このような革新的な物質変換を実現する電気化学セルの開発を本研究の目的とする。