日本已正式啟動(dòng)以氨(NH3)為燃料的新型燃料電池的開(kāi)發(fā)。這是日本文部科學(xué)省與日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(JST)推進(jìn)的“尖端低碳化技術(shù)開(kāi)發(fā)(ALCA) 特別重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域能源載體”項(xiàng)目中的一項(xiàng)內(nèi)容,由京都大學(xué)研究生院工學(xué)研究系教授江口浩一主導(dǎo)。
利用NH3作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是,其體積氫濃度為12.1kg/(100L),高于液氫的7.06kg/(100L)。另外,NH3在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的液化溫度為25℃,與液氫的-242℃相比,極其容易處理。雖然也有利用碳化氫(CH)類(lèi)燃料制造氫氣的技術(shù),但由于這種方法會(huì)產(chǎn)生一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)等,因此在低碳化方面存在課題。
江口教授的研究對(duì)象包括固體高分子型燃料電池(PEFC)和固體氧化物型燃料電池(SOFC)兩種,實(shí)際打算實(shí)現(xiàn)的是SOFC。SOFC的工作溫度高達(dá)700~900℃,因此,可以使NH3與氧氣(O2)直接發(fā)生反應(yīng)來(lái)發(fā)電(圖1)。另外,除了直接反應(yīng)之外,還在考慮間接反映,即使NH3分解為氫氣(H2)和氮?dú)猓∟2),然后利用其中的氫氣。