客觀日本

東京科學大學開發出可在低溫低氣壓條件下合成氨的新型觸媒

2025年03月12日 化學材料

東京科學大學的原亨和教授等人開發出一種含有鐵和鋁等成分的觸媒,可以在比現有工業方法更低的溫度和壓力下合成氨。該成果有望減少合成氨時對環境的影響。

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東京科學大學原教授等開發的鐵觸媒

研究成果的論文已發表在國際科學雜誌《Advanced Science》上。氨常被用於製作藥物和肥料等含氮化合物的原料。它還能將新一代燃料——氫轉化為更易於處理的氨,還有望作為「氫載體」在儲存和運輸中發揮作用。

氨是利用氮和氫合成的。工業合成氨所用的「哈柏-波希法」使用工業用鐵觸媒,需要在約500攝氏度的高溫和100個大氣壓力以上的高壓條件下進行。

研究團隊開發了一種含有強電子供給能力的氫化合物鐵觸媒。該觸媒通過氫還原含鋁的氧化鐵製成。原教授表示:「在工業化大規模生產中,氨的合成量取決於反應容器的體積。而我們所開發的鐵觸媒單位體積的反應效率更高,且觸媒本身的製造成本也較低。」

使用這種新型鐵觸媒,即使在比工業方法更低的約200攝氏度和數十個大氣壓力的條件下,也能合成氨。原教授將進一步推進研究,以實現未來該觸媒的實際應用。

這種新型鐵觸媒可以取代目前正在使用哈柏-波希法運行的工業鐵觸媒。在與當前方法相同的高溫高壓條件下使用該觸媒,可使平均每個設備的氨合成量增加約1.5倍。

原文:《日本經濟新聞》、2025/2/11
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Advanced Science
論文:Ammonia Synthesis over An Iron Catalyst with An Inverse Structure
DOI:10.1002/advs.202410313