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講演抄録/キーワード
講演名 2018-11-22 09:50
低温常圧電解に向けた窒素還元触媒のスクリーニング
岩浪滉毅城石英伸東京高専EE2018-35 CPM2018-63 OME2018-23 エレソ技報アーカイブへのリンク:CPM2018-63 OME2018-23
抄録 (和) 水素社会の実現に際し,水素キャリアとしてアンモニアが期待されている.本研究では,PM7法による半経験的分子軌道計算を用いて,より少ないエネルギーでアンモニアの合成ができる触媒構造の検討を行った.その結果,Os, Mo, Feを活性点としたときのみ,N_{2}に対しH^{+}が2つ結合することが明らかとなった.また,活性化エンタルピーはW < Fe < Ruの順に小さかった.よって,Fe原子がアンモニア合成触媒の活性点となり得る可能性が高いと結論づけた.それに基づき窒素原子をドープしたケッチェンブラックに,Feイオンを配位させた鉄イオン配位カーボン触媒を合成し,実際に電気化学的窒素還元能を,三相界面を有するハーフセルを用いて研究した.その結果,Fe(III)イオンを配位させることによりアンモニア生成量が増加したが,ファラデー効率及びエネルギー変換効率が低下したことから,競争反応であるプロトン還元反応も同時に活性化されることが明らかとなった. 
(英) Ammonia is expected as a hydrogen carrier in realizing a hydrogen society. In this study, we calculated the catalyst structure which can synthesize ammonia with less energy by semiempirical molecular orbital calculations with PM7 Hamiltonian. It was clarified that two protons are bonded to N_{2}, only when Os, Mo, or Fe is used as an active site. Also, activation enthalpy is in the order of W < Fe < Ru, therefore, it was concluded that an iron atom is a promising candidate for the active center of ammonia synthesis catalysts. A Fe-coordinated carbon catalyst was synthesized by the immersing the nitrogen-doped Ketjenblack into a Fe(III) aqueous solution, and electrochemical nitrogen reduction reactions using the catalysts were studied using a half cell with a three-phase interface. As a result, it was confirmed that the amount of ammonia produced by the Fe-coordinated carbon catalyst is larger than that by the non-coordinated carbon catalyst, however, Faraday efficiency and energy conversion efficiency decrease due to the enhancement of proton reduction reaction.
キーワード (和) アンモニア / 窒素還元 / 半経験的分子軌道計算 / 鉄配位触媒 / / / /  
(英) Ammonia / nitrogen reduction / semiempirical molecular orbital calculation / Fe coordinate catalyst / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 118, no. 320, OME2018-23, pp. 51-54, 2018年11月.
資料番号 OME2018-23 
発行日 2018-11-14 (EE, CPM, OME) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685    Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード EE2018-35 CPM2018-63 OME2018-23 エレソ技報アーカイブへのリンク:CPM2018-63 OME2018-23

研究会情報
研究会 EE CPM OME  
開催期間 2018-11-21 - 2018-11-22 
開催地(和) 機械振興会館 地下三階 B3-6 
開催地(英) Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. 
テーマ(和) エネルギー技術、半導体電力変換、電池、電気化学デバイス、材料、一般 
テーマ(英) Energy,Device, Battery, others 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 OME 
会議コード 2018-11-EE-CPM-OME 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 低温常圧電解に向けた窒素還元触媒のスクリーニング 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Screening of nitrogen reduction catalyst for electrolysis under low temperature and ordinary pressure 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) アンモニア / Ammonia  
キーワード(2)(和/英) 窒素還元 / nitrogen reduction  
キーワード(3)(和/英) 半経験的分子軌道計算 / semiempirical molecular orbital calculation  
キーワード(4)(和/英) 鉄配位触媒 / Fe coordinate catalyst  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 岩浪 滉毅 / Koki Iwanami / イワナミ コウキ
第1著者 所属(和/英) 東京工業高等専門学校 (略称: 東京高専)
National Institute of Technology Tokyo College (略称: NITTC)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 城石 英伸 / Hidenobu Shiroishi / シロイシ ヒデノブ
第2著者 所属(和/英) 東京工業高等専門学校 (略称: 東京高専)
National Institute of Technology Tokyo College (略称: NITTC)
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講演者 第1著者 
発表日時 2018-11-22 09:50:00 
発表時間 25分 
申込先研究会 OME 
資料番号 EE2018-35, CPM2018-63, OME2018-23 
巻番号(vol) vol.118 
号番号(no) no.318(EE), no.319(CPM), no.320(OME) 
ページ範囲 pp.51-54 
ページ数
発行日 2018-11-14 (EE, CPM, OME) 


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