Development of precious metal-free catalysts consisting of hydride material for ammonia synthesis and decomposition

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02512
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Kitano Masaaki 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (50470117)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ヒドリド化合物 / 触媒 / アンモニア合成 / アンモニア分解

Outline of Final Research Achievements

In the present study, we have focused on the hydride-based materials as supports of precious metal-free catalysts in ammonia synthesis and decomposition reaction. Unique properties such as electron donating ability and hydride ion mobility are demonstrated to promote the suppored metal catalysts. BaCeO3-xNyHz, LaH3-2xOx, CeH3-2xOx, LaN, CeN, CaNH were found to function as efficient catalyst supports in ammonia synthesis and decomposition reactions.

Free Research Field

触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水素エネルギー社会の構築において、アンモニアは有力な水素エネルギーキャリアとして注目されており、温和な条件下でアンモニアを合成・分解できる新たな触媒の開発が求められている。本成果は、その両反応に対して貴金属を使用せず、材料中のN3-, H-, e-などのアニオンサイトを活性点として利用することで高効率化を達成するという学術的に新しい概念を確立した。再生可能エネルギー由来の水素をアンモニアに変換するグリーンアンモニアプロセス構築には、低温低圧で作動する革新的触媒が重要であり、本成果はそのようなプロセス構築に貢献できる可能性を秘めている。