2019 Fiscal Year Annual Research Report
アンモニアの常温常圧合成のための高効率プラズマ触媒反応法の開発
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17H03460
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Research Institution | Waseda University |
Principal Investigator |
岩本 正和 早稲田大学, 理工学術院, その他(招聘研究員) (10108342)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | アンモニア / プラズマ / 生成可能エネルギー |
Outline of Annual Research Achievements |
2019年度はアルミナ担持Niのプラズマ触媒能を検討した。Ni/Al2O3の活性は試料の焼成温度に依存した。773K焼成品は初期活性は高かったが、反応時間とともに活性が徐々に低下した。1073K焼成品の活性は反応開始直後は低く、徐々に活性が向上した後、一定となった。触媒のXRDおよびXPS測定からγアルミナ上にNiOとNiAl2O4が存在し、反応中に前者がNiに還元され、触媒活性点として機能すると結論した。 NH3合成反応を速度論的に解析した。H2とN2を量論混合比3とするとNH3収率は4.6%に達した。水素圧依存次数および窒素圧依存次数として0.64次、0.60次を得た。プラズマ反応部の滞留時間が長くなると、NH3収率は6%に達した。NH3生成速度を解析し、Al2O3とNi/Al2O3(773)でそれぞれ生成速度r0=0.73、分解速度定数kd=8.4min-1、およびr0=1.10、kd=8.4min-1を得た。既報の銅細線の0.268および8.9min-1に比べると、生成速度が大幅に向上し、分解速度定数はほとんど変化していないことが明らかである。 2020年度は酸素共存下でNOをNH3へ転換する反応(NTA反応)の研究を行った。NTA反応を実現するために、NO2を中間体とする反応系の構築、酸化活性の低い触媒活性点の導入、NH3を強吸着しない担体の利用という三つの研究方針を立てた。その結果、NO 1000ppm、O2 10%、C3H6 0.5%、空間速度10,000 h-1の条件下でAg担持ZrO2がかなり高いNTA活性を示し、NH3収率は20%に達することが明らかとなった。吸着NO2と気相C3H6の反応、吸着C3H6と気相NOの反応を調べ、NOあるいはNO2が触媒表面に強く吸着し、それが後続のC3H6と反応しNH3を与えていることが明らかになった。
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Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)