Stable and reactive heterogeneous catalyst for ammonia synthesis at ambient condition

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K19008
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ogawa Takaya 京都大学, エネルギー科学研究科, 特定助教 (90748550)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: アンモニア合成

Outline of Final Research Achievements

Using DFT calculation, I simulated the catalyst that three Aryl of [ArylN3N]Mo combined to electropositive solids, which is expected to enhance the stability and activity. When carbon chain of Aryl is short, the stability becomes high. However, electron from the solids destabilize the catalyst. MD calculation clarified that PCET can react with dinitrogen through Aryl.

Free Research Field

物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アンモニアは人工肥料合成に必要不可欠であり、この合成プロセスは人類の総消費エネルギーの1.4 %にも達する莫大なエネルギー消費プロセスである。アンモニア合成ができる、常温常圧で安定でかつ高活性な不均一触媒の開発は、ハーバー・ボッシュ法の100年の歴史を塗り替える新手法として、プロセスを大幅に簡略可能で、かつエネルギー消費が抑制でき、密度の薄い再生可能エネルギーでもアンモニア合成できる可能性がある。そしてアンモニアはポータブル燃料として有望であるため、アンモニアを基軸とした再生可能エネルギーによるエネルギーシステムを構築できる可能性を拓ける。