製造する技術の開発に成功しました。アンモニアはNH3で示されるように、多くの水素を含んでおりエネルギーキャリア注2)として期待されています。アンモニア水素ステーション実現のためにブレイクスルーしなければならない大きな技術障壁としては次の3点がありました。トップレベルのアンモニア分解用ルテニウム系触媒の調製、アンモニア除去材料の作製及び水素精製技術を確立することにより、それらを用いたアンモニア分解装置、残存アンモニア除去装置及び水素精製装置を実証システムの1/10スケールで開発しました。3)が可能となりました。川崎事業所においてシステムの実証を行うべく、プロセスの検討を行っています。ステーションの実現が期待され、ひいてはCO2削減に大きく貢献することになります。この技術の詳細は、2016年7月20日に日本科学未来館で開催されるSIPエネルギーキャリア公開シンポジウムで発表されます。<開発の社会的背景>化石燃料の枯渇に伴うエネルギー問題、大量のエネルギー消費による環境汚染問題を解決するため、燃焼後には水しか出ない水素が、クリーンエネルギー源として期待されています。常温では気体である水素は、その効率的な貯蔵・輸送技術の開発が大きな課題となってきました。常温、10気圧程度の条件で容易に液体となるアンモニア(NH3)1分子は3原子の水素をもつため水素量が多く、水素エネルギーのキャリアとして魅力的な化学物質です。して注目されています。システムの開発に取り組んでいます。アンモニアはアンモニア分解装置で分解され、水素、窒素の混合ガスが生成されるものの、微量のアンモニアガスが残存します。この混合ガス中の微量のアンモニアや窒素はアンモニア除去装置と水素精製装置で除去され高純度水素が製造されます。(ALCA)の委託研究「エネルギーキャリアとしてのアンモニア高効率利用に関する革新的基盤技術」において行われました。5)を利用しています。触媒化学融合研究センターでは、汎用のステンレス材料の使用が期待される550°C以下において、アンモニアを化学平衡濃度注6)(理論値)まで分解する世界トップレベルの高性能ルテニウム系触媒(Ru/MgO)を開発しました。550°Cにおいて、従来のルテニウム系触媒では残存アンモニア濃度が約70,000ppmであったものが、今回開発したルテニウム系触媒では1,000ppm以下までアンモニアを分解できることを見いだしました(図2)。昭和電工(株)と(株)豊田自動織機では、この触媒を用いたアンモニア分解装置を実証システムの1/10スケールで開発しました(図3)。アンモニアガスを1Nm3/hの流量でアンモニア分解装置に供給し、550°Cでアンモニア濃度1,000ppm以下の分解ガス(水素75%、窒素25%)が2Nm3/hの流量で得られることを達成しました。先進機能物質研究センターでは、加熱再生が容易で、0.1ppm以下の濃度までアンモニアを除去できる無機系除去材料を世界に先駆けて見いだしました(図4)。従来の硫酸水素アンモニウム(NH4HSO4)系除去材料を用いた場合、体積当たりのアンモニア除去量が少なく、可熱再生が困難であったものが、今回開発した無機系除去材料を利用することにより、除去量を3倍に増加でき、加熱再生も可能になりました。これにより、無機系除去材料は繰り返し利用できることがわかりました。昭和電工(株)では、この除去材料を用いた実証システムの1/10スケールのアンモニア除去装置を開発しました。アンモニア分解装置により得られたアンモニア分解ガス(アンモニア1,000ppm以下、水素75%、窒素25%)を2Nm3/hの流量でアンモニア除去装置に供給することにより、アンモニア残存濃度を国際規格である0.1ppm以下まで低減できることを確認しました。工業的に加熱再生が容易であり、かつ体積あたりのアンモニア除去量が多いため、この除去材料が実用可能レベルにあることを確認しました。利用するための技術の大きな進展となりました。大陽日酸(株)では、窒素などの不純物を除去する水素精製装置を開発しました(図5)。アンモニアを除去した水素、窒素の混合ガスには高濃度の窒素や微量不純物が含まれています。国際規格をクリアする水素が製造できる事を明らかにしました。現在当チームでは、昭和電工(株)川崎事業所において10Nm3/hスケールのシステム実証を行うべく、プロセス検討を行っています。連結させ、10Nm3/hで水素を供給できる実証システムの開発を経て、アンモニア水素ステーションの実現を目指します(図1)。アンモニアからの高純度水素は燃料電池自動車や燃料電池フォークリフトへの利用が期待され、ひいてはCO2削減に大きく貢献することになります。燃料(水素)と空気中の酸素から発電し電動機を動かして走行する自動車である。CELLが発売された。エネルギーキャリア液体水素やメチルシクロヘキサン、アンモニアなど水素を多く含む物質のことで、エネルギー生産地で合成して、化学的に安定な液体として保存、運搬し、エネルギー消費地で水素を取り出すか直接エネルギーに変換して使用する。2012年12月に燃料電池自動車用の水素燃料の国際規格(ISO14687-2)が発効されている。この規格によると水素中のアンモニア濃度は0.1ppm以下、窒素濃度は100ppm以下、水素純度は99.97%以上に決められている。パーフルオロスルホン酸系プロトン交換膜スルホン酸基を持つパーフルオロ(全フッ素置換)側鎖とフッ素系主鎖から構成されるプロトン交換膜であり、プロトン交換膜はプロトンのみを通過させる。低いことや起動が速いなどといったメリットから、家庭用燃料電池や燃料電池自動車に使われている。(アンモニア分解)の反応速度と逆反応(アンモニア合成)の反応速度が釣り合っている状態でのアンモニア濃度である。