日本已正式啟動以氨(NH3)為燃料的新型燃料電池的開發(fā)。這是日本文部科學省與日本科學技術振興機構(gòu)(JST)推進的“尖端低碳化技術開發(fā)(ALCA) 特別重點技術領域能源載體”項目中的一項內(nèi)容,由京都大學研究生院工學研究系教授江口浩一主導。
利用NH3作為燃料的優(yōu)點是,其體積氫濃度為12.1kg/(100L),高于液氫的7.06kg/(100L)。另外,NH3在標準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)類燃料制造氫氣的技術,但由于這種方法會產(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,實際打算實現(xiàn)的是SOFC。SOFC的工作溫度高達700~900℃,因此,可以使NH3與氧氣(O2)直接發(fā)生反應來發(fā)電(圖1)。另外,除了直接反應之外,還在考慮間接反映,即使NH3分解為氫氣(H2)和氮氣(N2),然后利用其中的氫氣。