グリーンアンモニア利用拡大のための電気化学的CO2還元

• 研究課題/領域番号: 22K19042
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 菊地 隆司 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40325486)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 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

研究開始時の研究の概要

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。