新触媒のNH<sub>3</sub>燃焼反応機構の概略図
新触媒のNH3燃焼反応機構の概略図
(出所:熊本大学)
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 熊本大学は、アンモニア(NH3)を効率よく燃焼させ、有害ガスではなく窒素(N2)を生成する触媒を開発したと発表した。再生可能エネルギー由来の2次エネルギーとして活用範囲が広がり、再エネ高度利用に寄与するとしている。

 NH3は、水素(H2)を液化して運ぶための「液体キャリア」として有望とされるとともに、CO2を排出しないカーボンフリーな石油代替燃料としも注目されている。その一方で、燃えにくく、燃やした時に有害な窒素酸化物(NOx)を生成する恐れがあるという欠点があった。

 再エネ由来の水素からアンモニアを製造すれば、液体として運ぶことが容易になる。燃焼時の課題を克服できれば、石油に代替可能な脱炭素型2次エネルギーとして、利用しやすくなる。

 今回開発した新規触媒(CuOx/3A2S)は、ムライト型結晶構造体3Al2O3・2SiO2(3A2S)に酸化銅(CuOx)を担持した。この触媒でNH3を燃焼させると、高活性かつN2を選択的に生成(NOxの生成を抑制)し、触媒自体は高温下でも変質しないことを確認した。

 また、CuOx/3A2S反応中のその場観察(Operando観察)に成功し、燃焼反応機構を明らかにした。同触媒を用いることで、NH3燃料の「燃焼熱生成」、その熱を利用した「NH3分解H2製造」だけでなく、有害ガスとしての「NH3酸化浄化」にも応用できる。

 3A2Sは市販されている一般的な材料で、CuOxも工業的に広く用いられる手法(湿式含浸法)で担持できるため、簡易かつ低コストで触媒を製造できる。今後、より実用に近い条件で研究開発を進めるという。