【本学研究者情報】

〇流体科学研究所　准教授　中村寿
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• アンモニアの光化学反応と燃焼化学反応の連成現象を発見しました。
• 簡便な深紫外光照射でアンモニアの燃焼性の低さを大幅に改善しました。
• アンモニア／水素混焼反応モデルの予測精度向上に寄与する成果です。
• アンモニア燃焼器の性能向上および社会実装加速に貢献すると期待されます。

【概要】

二酸化炭素を排出しない燃焼として、炭素を含まないアンモニアの直接燃焼技術が注目されています。現在、日本では政府が支援して世界に先駆けた開発を進めています。実用化に向けて、この技術における課題の一つは、アンモニアの低燃焼性の克服です。

東北大学流体科学研究所の中村寿准教授らの研究グループは、水素バーナーと電気ヒーターを用いた別々の反応管試験を実施し、同じ熱的条件でも水素バーナーで反応管を加熱したときの方が、アンモニアの燃焼性が改善することを発見しました。解析の結果、水素火炎から生じる深紫外光（波長200 nm付近）によってアンモニアが励起され、活性なラジカル^（注1）に分解することで、アンモニアの燃焼性が改善することが分かりました。

本研究成果は、簡便な深紫外光照射により、アンモニアの低燃焼性を改善する新しい燃焼支援手法の開発につながることが期待されます。また、アンモニアの光化学反応を考慮することで、アンモニア／水素混焼の反応モデルの予測性能向上が期待されます。こうした展開を基に、本研究の成果はアンモニア燃焼器の性能向上および社会実装加速に貢献することが期待されます。

本研究は2024年9月12日、学術誌Fuel Communicationsにオンライン掲載されました。　

【用語解説】

注1. ラジカル：不対電子対をもつ原子、分子、イオン。反応性が高く、寿命が短いという特徴を持つ。

【論文情報】

タイトル：Effects of difference in Heating Sources on Ammonia Reactivity: Possibility for Photolysis-Assisted Ammonia Combustion
著者： Kenta Tamaoki, Yoshito Ishida, Takuya Tezuka, Hisashi Nakamura*
*責任著者：東北大学　流体科学研究所　准教授　中村　寿
掲載誌：Fuel communications
DOI：10.1016/j.jfueco.2024.100130

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学流体科学研究所
准教授　中村　寿
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Email: hisashi.nakamura*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学流体科学研究所
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Email: ifs-koho*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）