化学：長期連続アンモニア電解合成

アンモニアは、肥料として、また化学工業において極めて重要であり、カーボンフリー燃料と見なされている。常温常圧下における窒素からのアンモニア電解合成は、ハーバー・ボッシュ法に代わる魅力的な方法となり、リチウムを介した窒素還元は、窒素還元と水素酸化を組み合わせた連続フローアンモニア電解合成の有望な手法である。しかし、溶媒としてよく用いられるテトラヒドロフランは、重合と揮発性の問題から、長期のアンモニア生成を妨げる。今回我々は、鎖状エーテル系電解質によって長期連続アンモニア合成が可能になることを示す。我々は、鎖状エーテル系溶媒が非重合性と高い沸点（162°C）を示し、ガス拡散電極表面に緻密な固体電解質相間層を形成し、気相におけるアンモニア放出を促進し、電解液の安定性を確保することを見いだした。我々は、室温、圧力1 barの条件下で、25 cm²の電極を備えたフロー電解槽において300時間の連続動作を実証し、64 ± 1％のアンモニア生成電流効率と約98％の気相アンモニア含有量を達成した。今回の結果は、長期連続アンモニア合成における溶媒の重要な役割を浮き彫りにしている。

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