アンモニア分解ガスから燃料电池自动车注1)用高纯度水素を高効率で回収する水素精製装置を10狈尘3/丑の规模で开発し、水素回収率注2)90%を初めて达成しました。また、10%のオフガスをアンモニア分解用热供给装置に供给することができ、エネルギー効率注3)80%以上で高纯度水素の製造が可能となりました。本成果によって、アンモニアから安価な高纯度水素を製造でき、燃料电池自动车や燃料电池フォークリフトの燃料として供给することが可能となります。
内閣府総合科学技術?イノベーション会議の戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）「エネルギーキャリア」（管理法人：国立研究開発法人 科学技術振興機構【理事長 濵口 道成】）の委託研究課題「アンモニア水素ステーション基盤技術」（研究責任者：広島大学【教授 小島 由継】）において、大陽日酸㈱は、アンモニア分解ガスから燃料电池自动车用高純度水素を高効率で回収する技術を開発しました。
アンモニアは狈贬3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4)として期待されています。しかし、アンモニアの分解（脱水素）反応は吸热反応であり、反応热を供给する必要があります。开発した水素精製装置は、4塔式の圧力変动吸着法注5)（笔厂础法）を用いた水素精製装置に新プロセスを组み合わせることにより、精製时に発生するオフガスを一定の流量かつ一定の水素浓度で供给することが可能となります。このオフガスを空気と触媒で燃焼させることで、効率的にアンモニア分解热を供给することが可能となり、高水素回収率かつ高エネルギー効率での水素製造を実现することができます。
今回、10狈尘3/丑规模でのアンモニア分解模拟ガスを用いた水素精製装置のパイロット试験に成功し、300～1,000狈尘3/丑の実用化规模の精製装置製作に目途を付けることができました。「アンモニア水素ステーション基盘技术」で并行して开発が进められているアンモニア分解装置、热供给装置やアンモニア除去装置と组み合わせることで、アンモニアより高纯度水素を効率的に製造することが可能になります。
今回の成功は、アンモニアを燃料电池自动车用水素燃料へ利用するための技术の大きな进展であり、将来、燃料电池自动车や燃料电池フォークリフト用の水素ステーションの原料としてカーボンを含まないアンモニアが利用できるようになり、颁翱2削减に大きく贡献することになります。
開発内容の詳細は、10月31日に米国ピッツバーグで開催される2018 AIChE Annual Meeting（米国化学工学会年次大会2018）で発表いたします。
注1) 燃料電池自動車：搭載した固体高分子形燃料電池で燃料（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。2014年12月にトヨタ自動車㈱から、世界初の量産型燃料電池自動車MIRAIが発売され、2016年3月には本田技研工業㈱から、新型燃料電池自動車CLARITY FUEL CELLが発売された。
注2) 水素回収率（水素精製効率）：高純度水素量/アンモニアに含まれる水素量。
注3) エネルギー効率：アンモニア分解によって得られた高純度水素の燃焼エネルギー/投入アンモニアの燃焼エネルギー。
注4) 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。
注5) 4塔式の圧力変動吸着法：圧力変動吸着法（Pressure Swing Adsorption法：PSA法と略す）とは、精製するガスを高い圧力で吸着剤に接触させることで不純物を選択的に吸着除去してガスを精製し、不純物を吸着した吸着剤は圧力を下げることで不純物を脱離させることで再利用する方法である。この精製工程と脱離工程を交互に繰り返すことで、連続的なガスの精製が可能となる。このPSA法は2塔のシステムで可能であるが、本開発では4塔式にしてガス流れを詳細にコントロールする事で高いガス回収率と高純度化が達成できた。
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