| 研究課題/領域番号 |
17K07029
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
遠藤 宣隆 山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (40314819)
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| 研究分担者 |
比嘉 充 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30241251)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 電解還元 / アンモニア合成 / ガス拡散電極 / 窒素還元 / 硝酸処理 / 電解合成 / アンモニア / 常温電解 / 電気化学合成 / 常温電解合成 / 再生可能エネルギー |
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| 研究成果の概要 |
市販の白金担持ガス拡散電極をアノードに、市販の白金・ルテニウム担持ガス拡散電極および白金・ルテニウム担持炭素粉末を用いて作成したガス拡散電極をカソードとして使用し、硝酸イオンおよび窒素ガスを窒素源として、アンモニアの電解合成を行った。硝酸イオン電解において硝酸イオンは最大57％の電流効率で処理されたが、アンモニア生成の効率は約3～5％と低い効率を示した。この時、pH増加とともに硝酸電解およびアンモニア生成とも向上しており、電極近傍の水素イオン濃度が増加すると水素生成が優先となり、反応が抑制されたと考えられる。窒素ガスにおける電解でも同様の傾向を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
活性の高い吸着水素による小分子の電解還元は、環境を汚染する硝酸性窒素の処理法だけでなく、温室効果を引き起こすCO2の資源化にも応用でき、環境問題を解決できる技術だが、その効率は未だ低い。ガス拡散電極は高価な触媒の使用量を低減し、高効率で反応させる方法で、本研究成果は硝酸処理および窒素からのアンモニア合成に適用できることを示した。しかし本実験で用いた系は、反応場における水素イオンが過大となりやすく、反応場において活性化した窒素と吸着水素が適切な比率で存在・反応させることが難しく、十分な効率は得られなかった。より窒素ガスを高密度に活性化させ、活性水素を適切に供給する系を目指す必要がある。
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