非平衡反応を利用した水素気流中における窒化リチウムからのアンモニア合成

摘要

現在，アンモニア(NH_3)は，肥料などの様々な含窒素化学製品の原料を始めとし，化学工業分野での需要は多岐にわたっており，世界中で大量に生産が行われている.さらに近年，地球規模で問題となっている温暖化問題，化石燃料枯渴問題等の解決が急務とされる中，文部科学省および経済産業省は，持続可能型社会の実現を目指し，2030年頃までに，有機ハイドライド，またはNH_3を利用した一次エネルギーの大量貯蔵•輸送技術の実用化を推進することを掲げた.%Lithium nitride can be formed in the reaction of lithium metal with nitrogen gas under moderate condition and has attracted attention as a hydrogen storage system; Li_3N + 2H_2 → 2LiH + LiNH_2. Li_3N is hydrogenated below 300℃ under 0.5 MPa of H_2， and then LiNH_2 is formed as product. Furthermore, the reaction between MNH_2 and H_2; MNH_2 + H_2 → MR + NH_3, can proceed below 250℃ under 0.5 MPa H_2 flow condition to form MR and NH_3. In this study, we proposed and investigated synthesis method of ammonia run under more moderate conditions than those of current Haber-Bosch process by using combination of above two reactions. As the result, it was experimentally clarified that the ammonia synthesis can be operated in realistic reaction rate below 300℃ by producing non-equilibrium reaction field under 1.0 MPa H_2 flow condition.