合成氨：100℃低溫成功！
ー成功開發出新型鐵催化劑ー
東京工業大學：
ー研究發表日期：2023.04.18ー
關鍵點：
開發鐵催化劑：首次成功開發在100℃低溫下由氫和氮合成氨的鐵催化劑。
低溫制氨：開發出以紅銹為原料的廉價催化劑。 能源消耗和成本顯著降低 (40-60%)。
鐵的氨合成能力：已證實比釕、鈷、鎳等稀有金屬高幾千倍。
東京工業大學
前沿材料實驗室
– 原料是紅銹，廉價的鐵和氫化鋇（BaH2） –
他使用複合催化劑，成功地“在100℃的低溫下，用氫氣和氮氣合成氨”。
原教授課題組：
“鐵在低溫下具有很高的氨合成潛力，”他認為。
我一直在尋找一種方法讓它發揮作用。
本研究的特點：
ー 與氫化鋇複合 ー
通過“將鐵與強烈提供電子的氫化鋇結合”，他發揮了它的潛力。
結果，在低溫下合成氨成為可能。
目前氨產量：
以釕、鈷、鎳等貴金屬和稀有金屬為催化劑，
另一方面，低溫合成氨的生產和研發進展迅速。
鐵的氨合成能力：
– 本研究開發的催化劑 –
我們已經證實，鐵合成氨的能力超過稀有金屬的幾百到幾千倍。
這項研究的結果不僅將作為顯著提高氨生產效率的手段，而且還將作為實現無二氧化碳能源的墊腳石。
東京科技新聞 | 東京工業大學
https://www.titech.ac.jp/news/2023/066470
Synthèse d’ammoniac : réussie à basse température de 100°C !
ーDéveloppé avec succès un nouveau catalyseur de ferー
Institut de technologie de Tokyo :
ーDate de publication de la recherche : 2023.04.18ー
Jusqu’au point:
Développement d’un catalyseur au fer : Premier développement réussi d’un catalyseur au fer qui synthétise l’ammoniac à partir d’hydrogène et d’azote à basse température de 100°C.
Production d’ammoniac à basse température : mise au point d’un catalyseur peu coûteux utilisant la rouille rouge comme matière première. Réduction significative (40 à 60 %) de la consommation d’énergie et des coûts.
Capacité du fer à synthétiser l’ammoniac : confirmée comme étant plusieurs milliers de fois supérieure à celle des métaux rares tels que le ruthénium, le cobalt et le nickel.
Institut de technologie de Tokyo
Laboratoire des matériaux frontières
– La rouille rouge est la matière première, bon marché de fer et d’hydrure de baryum (BaH2) –
A l’aide d’un catalyseur composite, il réussit à “synthétiser de l’ammoniac à partir d’hydrogène et d’azote à basse température de 100°C”.
Le groupe du professeur Hara :
“Le fer a un potentiel élevé de synthèse d’ammoniac à basse température”, a-t-il pensé.
J’ai cherché un moyen de le faire fonctionner.
Caractéristiques de cette étude :
ー Composite avec hydrure de baryum ー
En “associant le fer à l’hydrure de baryum, qui donne fortement des électrons”, il a fait ressortir son potentiel.
En conséquence, la synthèse d’ammoniac à basse température est devenue possible.
Production actuelle d’ammoniac :
Utilisant des métaux précieux et des métaux rares tels que le ruthénium, le cobalt et le nickel comme catalyseurs,
D’autre part, la production d’ammoniac à basse température et la recherche et le développement progressent à un rythme rapide.
Capacité de synthèse d’ammoniac du fer :
– Catalyseur développé dans cette recherche –
Nous avons confirmé que la capacité du fer à synthétiser l’ammoniac dépasse plusieurs centaines à plusieurs milliers de fois celle des métaux rares.
Les résultats de cette recherche serviront non seulement à améliorer considérablement l’efficacité de la production d’ammoniac, mais également à servir de tremplin vers la réalisation d’une énergie sans CO2.
Actualités de Tokyo Tech | Institut de technologie de Tokyo
Ammoniak-Synthese: Erfolgreich bei niedriger Temperatur von 100°C!
ーErfolgreiche Entwicklung eines neuen Eisenkatalysatorsー
Technisches Institut Tokio:
ーVeröffentlichungsdatum der Studie: 18.04.2023ー
Auf den Punkt:
Entwicklung eines Eisenkatalysators: Erste erfolgreiche Entwicklung eines Eisenkatalysators, der Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff bei einer niedrigen Temperatur von 100°C synthetisiert.
Niedertemperatur-Ammoniakproduktion: Entwicklung eines kostengünstigen Katalysators unter Verwendung von Rotrost als Rohstoff. Signifikante (40-60 %) Reduzierung des Energieverbrauchs und der Kosten.
Ammoniak-Synthesefähigkeit von Eisen: Bestätigt, dass sie mehrere tausend Mal höher ist als seltene Metalle wie Ruthenium, Kobalt und Nickel.
Technisches Institut Tokio
Labor für Grenzmaterialien
– Rotrost ist der Rohstoff, preiswertes Eisen und Bariumhydrid (BaH2) –
Mit einem Komposit-Katalysator gelang es ihm, „Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff bei einer niedrigen Temperatur von 100 °C zu synthetisieren“.
Professor Haras Gruppe:
„Eisen hat ein hohes Potenzial für die Ammoniaksynthese bei niedrigen Temperaturen“, dachte er.
Ich habe nach einer Möglichkeit gesucht, damit es funktioniert.
Merkmale dieser Studie:
ー Komposit mit Bariumhydrid ー
Indem er “Eisen mit Bariumhydrid kombinierte, das stark Elektronen abgibt”, brachte er sein Potenzial zum Vorschein.
Dadurch wurde eine Ammoniaksynthese bei niedriger Temperatur möglich.
Aktuelle Ammoniakproduktion:
Verwendung von Edelmetallen und seltenen Metallen wie Ruthenium, Kobalt und Nickel als Katalysatoren,
Andererseits schreiten die Niedrigtemperatur-Ammoniak-Produktion sowie Forschung und Entwicklung in rasantem Tempo voran.
Ammoniaksynthesekapazität von Eisen:
– In dieser Forschung entwickelter Katalysator –
Wir haben bestätigt, dass die Fähigkeit von Eisen, Ammoniak zu synthetisieren, mehrere hundert bis mehrere tausend Mal höher ist als die von seltenen Metallen.
Die Ergebnisse dieser Forschung werden nicht nur dazu dienen, die Effizienz der Ammoniakproduktion deutlich zu verbessern, sondern auch als Sprungbrett für die Realisierung CO2-freier Energie.
Tokyo Tech News | Tokyo Institute of Technology
Low-Temperature Ammonia Synthesis on Iron Catalyst with an Electron Donor
Journal of the American Chemical Society
Haber–Bosch process produces ammonia to provide food for over 5 billion people;
however, it is currently required to be produced without the use of fossil fuels to reduce global CO2 emissions by 3% or more.
It is indispensable to devise heterogeneous catalysts
for the synthesis of ammonia below 100–150 °C to minimize the energy consumption of the process.
In this paper,
we report metallic iron particles with an electron-donating material as a catalyst for ammonia synthesis.
Metallic iron particles
combined with a mixture of BaO and BaH2species in an appropriate manner could catalyze ammonia synthesis even at 100 °C.
The iron catalyst revealed that iron can exhibit a high turnover frequency (∼12 s–1),
which is over an order of magnitude higher than those of other transition metals used in highly active catalysts for ammonia synthesis.
This can be attributed to the intrinsic nature of iron to desorb adsorbed hydrogen atoms as hydrogen molecules at low temperatures.