アンモニアは肥料として必要です。前世紀初頭以来、窒素と水素を反応させてアンモニアが作られてきました。しかし、このいわゆるハーバー・ボッシュ過程は自然発生的に起こるものではありません。反応は高温高圧下でのみ起こります。反応を可能にする触媒が存在する場合に限ります。
その触媒は伝統的に鉄でした。 「鉄はそれを非常にうまくやってくれます」とハリー・ビッター教授は言う。 「それは窒素と水素を結合し、それらの分子の結合を破壊し、反応物を融合してアンモニアにし、生成物を放出します。」その手放すことが大切です。 「これらの一時的な結合は安定しすぎてはなりません。安定しすぎると解放されなくなり、アンモニアが生成されなくなるからです。」
アイアンは束縛と解放のバランスが絶妙です。しかし、もっと良くなる可能性があります。 「熱力学的観点から見ると、このプロセスはもう少し温和な条件下でも可能であるはずです」とビター氏は言う。マイルドなので安価です。 「ルテニウムのような金属ならそれが可能ですが、それは非常に高価な金属です。だからこそ、代替案を探すのが良いのです。」
現在のアンモニア生成では、化石燃料であるメタンから水素が生成されます。
ハリー・ビッター、バイオベース化学＆テクノロジー教授
このような代替品はグリーン水素も扱えなければならないとビター氏は説明する。 「現在のアンモニアの生産では、化石燃料であるメタンから水素が生成されます。持続可能な水素には水の電気分解が必要です。必要なエネルギーは太陽から得られます。したがって、水素の供給量は太陽によって変動します。さらに、水は常にきれいであるとは限りません。代替触媒は、これらの変化する状況に耐えることができなければなりません。」
Bitter 氏によると、金属炭化物が解決策となる可能性があります。カーボンとタングステン、モリブデンなどの金属からなる硬い材料です。 ‘金属炭化物は金属的な性質を持っています。これについては他の回答でも実証しました。これらは窒素と水素を活性化することが知られています。問題は、アンモニアも作るかどうかです。」
アンモニアを製造するための新しい触媒の探索は、2,000 万ユーロのプロジェクト HyNITROGEN の一部です。 WUR は多数の知識機関と協力して、グリーン水素と窒素から肥料を製造しています。 WFBR (窒素ベースの化学物質の製造) および ETE/BCT (浄水用膜の開発) も参加しています。
Bitter は主任研究員 (PI) であることに加えて、HyNITROGEN の 2 人の技術マネージャーのうちの 1 人でもあります。
