昭和電工は共同研究により、アンモニアから燃料電池自動車用高純度水素を製造する実用可能な技術の開発に世界で初めて成功したと発表しました。

これにより、アンモニアを原料とした水素ステーション、すなわちアンモニア水素ステーションの実現に向け大きく踏み出したことになり、燃料電池自動車の普及に欠かせない新しい水素インフラ構築が進展します。

今回の共同研究は、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」によるもので、昭和電工、広島大学、産業技術総合研究所、豊田自動織機、大陽日酸が参加して行われました。

アンモニアは化学式「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として期待されています。

エネルギーキャリアとは、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液体から水素を取り出すか直接エネルギーに変換して使用する形で利用されます。

しかしながら、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。

その技術障壁とは、①高活性高耐久性アンモニア分解触媒、②残存アンモニア濃度を0.1ppm以下にでき、再生が容易なアンモニア除去材料、③水素純度99.97%を達成できる精製技術、の3点です。

今回の共同研究では、世界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スケールで開発することに成功しました。

これらの装置を組み合わせることで、世界で初めてアンモニアを原料とした燃料電池自動車用水素燃料の製造が可能となりました。

現在、研究チームでは昭和電工・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。

今回の成功により、アンモニアを燃料電池自動車用水素燃料へ利用するための基本的な技術が確立したことになり、将来、アンモニアを水素の運搬に利用する燃料電池自動車用水素ステーションの実現が期待されます。

今後、研究グループでは、アンモニア分解装置、アンモニア除去装置、水素精製装置を連結させ、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。

同ステーションが実現すれば、アンモニアからの高純度水素を燃料電池自動車や燃料電池フォークリフトへ利用することができ、燃料電池自動車普及のネックになっている水素インフラ構築に新しい手段が登場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たSIPエネルギーキャリア公開シンポジウムで発表されました。

（山内　博・画像：昭和電工）