日本開始研發氨燃料電池 目標是發電效率超過45%

日本已正式開始開發以氨（NH3）為燃料的新型燃料電池。這是日本文部科學技術省和日本科學技術促進廳（JST）推動的“先進低碳技術開發特殊關鍵技術領域的能源載體”項目的一部分，該項目由Eguchi Hiroichi領導，京都大學研究生院工程研究部教授。

使用NH3作為燃料的優點是其體積氫濃度為12.1kg/（100L），高于液氫的7.06kg/（100L。盡管有使用碳化氫（CH）燃料生產氫氣的技術，但低碳化存在問題，因為這種方法會產生一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）。

江口教授的研究對象包括固體聚合物燃料電池（PEFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC），SOFC實際上是要實現的。SOFC的工作溫度高達700~900℃，因此NH3可以直接與氧氣（O2）反應發電（圖1）。除了直接反應外，還考慮了間接反應，即NH3分解為氫氣（H2）和氮氣（N2），然后利用其中的氫氣。

圖1：以NH3為燃料的SOFC。

SOFC的工作溫度高達700~900℃，因此NH3可以與氧氣直接反應。（圖片由日經電子根據京都大學信息制作。）

對于以NH3為燃料的SOFC，陽極候選材料是鎳（Ni）基金屬陶瓷，電解質膜候選材料是部分穩定的鋯（Zr）陶瓷，陰極候選材料是添加了鑭和鍶材料的氧化錳（（La，Sr）MnO3）。據估計，由上述材料制成的SOFC的發電效率將超過現有SOFC的45%。如果要進行間接反應，則有必要開發用于分解NH3的催化劑材料。目前，正在考慮的候選材料是鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳和釕（Ru）。

PEFC存在固體聚合物膜由于NH3而劣化的問題。因此，應使用熔鹽催化劑，在650℃以下的溫度下將NH3分解為氫氣和氮氣，然后在400℃以下去除NH3，將NH3在氫氣中的濃度降至0.1ppm以下。由于必須去除大部分NH3，因此估計這一點將是一個重大的技術問題。日本已正式開始開發以氨（NH3）為燃料的新型燃料電池。這是日本文部科學技術省和日本科學技術促進廳（JST）推動的“先進低碳技術開發特殊關鍵技術領域的能源載體”項目的一部分，該項目由Eguchi Hiroichi領導，京都大學研究生院工程研究部教授。

使用NH3作為燃料的優點是其體積氫濃度為12.1kg/（100L），高于液氫的7.06kg/（100L。盡管有使用碳化氫（CH）燃料生產氫氣的技術，但低碳化存在問題，因為這種方法會產生一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）。

江口教授的研究對象包括固體聚合物燃料電池（PEFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC），SOFC實際上是要實現的。SOFC的工作溫度高達700~900℃，因此NH3可以直接與氧氣（O2）反應發電（圖1）。除了直接反應外，還考慮了間接反應，即NH3分解為氫氣（H2）和氮氣（N2），然后利用其中的氫氣。

圖1：以NH3為燃料的SOFC。

SOFC的工作溫度高達700~900℃，因此NH3可以與氧氣直接反應。（圖片由日經電子根據京都大學信息制作。）

對于以NH3為燃料的SOFC，陽極候選材料是鎳（Ni）基金屬陶瓷，電解質膜候選材料是部分穩定的鋯（Zr）陶瓷，陰極候選材料是添加了鑭和鍶材料的氧化錳（（La，Sr）MnO3）。據估計，由上述材料制成的SOFC的發電效率……

als將超過現有SOFC的45%。如果要進行間接反應，則有必要開發用于分解NH3的催化劑材料。目前，正在考慮的候選材料是鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳和釕（Ru）。

PEFC存在固體聚合物膜由于NH3而劣化的問題。因此，應使用熔鹽催化劑，在650℃以下的溫度下將NH3分解為氫氣和氮氣，然后在400℃以下去除NH3，將NH3在氫氣中的濃度降至0.1ppm以下。由于必須去除大部分NH3，因此估計這一點將是一個重大的技術問題。

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