固体電解質を用いたアンモニア電解合成の現状と課題

摘要

近年，水素エネルギーへの期待が高まる中，その輸送·貯蔵性の低さから，より扱いやすい物質に水素を変換することが考えられている．いわゆる水素エネルギーキャリアとしてメチルシクロヘキサンやアンモニアなどがその候補として挙げられ，実用化に向けての研究が盛んに進められている，中でもアンモニアは高い水素含有密度を有し，優れたエネルギーキャリアであるといえる．アンモニアの合成技術は20世紀初頭のハーバー。ボッシュ法として知られる二重促進鉄触媒を用いた高温高圧下（400～600℃，20～40MPa）での工業プロセスが始まりである。その後，尾崎。秋鹿らによりRuをベースにした触媒が開発され，より温和な条件下でのアンモニア合成が可能になり，近年でもさらなる高活性触媒の開発が進んでいる。一方，従来の熱触媒プロセス以外のアンモニア合成プロセスも検討されている．その一つである固体電解質を用いた電気化学的アンモニア合成プロセスは再生可能エネルギーや発電所の余剰電力を利用してアンモニアを電解合成できる技術として注目されている．本稿では，窒素と水素または氷からアンモニアを電解合成するプロセスの最近の研究について紹介する。