太陽エネルギーを利用して高効率のNH₃を生成

更新日: 20 年 2024 月 XNUMX 日
太陽エネルギーを利用して高効率のNH3生成を実現
NHに使用されるPECセルの概略図3 生産。 Ru@TiNS/Ni/ペロブスカイト光電陰極を Pt@TiNS アノードと組み合わせて、同時にバイアスフリーの NH を実現します。3 生産とグリセロールの評価。クレジット: 自然触媒作用 (2024). DOI: 10.1038/s41929-024-01133-4

A テクノロジー 太陽エネルギーを利用して高効率のアンモニア(NH3)をUNIST所属の研究チームが発表した。


UNISTエネルギー化学工学部のSung-Yeon Jang教授とJi-Wook Jang教授が率いるこのチームは、スタンフォード大学のThomas F. Jaramillo教授と共同で、環境に優しいペロブスカイトベースの光電極システムを開発した。 NH3 その生産量は米国エネルギー省(DOE)の商業化基準を見事に1.7倍上回り、アンモニア生産効率の世界新記録を樹立しました。

作品はジャーナルに掲載されています 自然触媒作用.

このシステムは硝酸塩 (NO) を削減する原理に基づいて動作します。3) 水中でNHを生成する3 太陽エネルギーを利用して。この方法は、化石燃料に大きく依存する従来のハーバー・ボッシュ法に代わる、より環境に優しい代替手段を提供するだけでなく、肥料、食品、医薬品などのさまざまな産業で使用される高価値化合物の合成の機会も開きます。 。

この技術の成功の鍵は、ペロブスカイト太陽電池とチタン酸ナノシート (TiNS) 上のルテニウム (Ru) 触媒を組み合わせた高効率光電極システムの開発です。ペロブスカイト材料をフィールド金属で保護し、NH 触媒と一体化することで3 研究チームは、NH で比類のないパフォーマンスと耐久性を達成しました。3 生産。

注目すべきは、反応物としてグリセロールを使用し、NH の生成を可能にすることです。3 外部電圧を必要とせずに動作します。光電極によって生成される電圧を使用してグリセロールの酸化反応を最適化することにより、チームは 1745 μgNH という驚くべき最大アンモニア生成速度を実証しました。3 cm-2h-1、米国エネルギー省(DOE)の商業化基準をはるかに上回っています。

Ji-Wook Jang教授は、「この研究を通じて、我々はNOの生成を証明した」と述べた。3水の主な汚染源であると同時に、バイオマス由来の低価値の副産物であるグリセロールを酸化して、高価値のグリセリン酸(GA)を生成します。

「この技術は、環境に優しい燃料の生産に計り知れない可能性を秘めています。」

Sung-Yeon Jang教授は、「私たちの研究は太陽燃料生産の大幅な進歩を表しており、商業化基準を超え、アンモニア生産におけるより持続可能な未来への道を切り開いています。」と述べました。