日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（產(chǎn)總研）于10月7日發(fā)布消息，其研究團(tuán)隊在福島可再生能源研究所的大型（中試規(guī)模）裝置上，成功實現(xiàn)了將燃燒廢氣中的氮氧化物（NOx）直接轉(zhuǎn)化為氨氣（NH3）的技術(shù)驗證。

傳統(tǒng)廢氣NOx處理多采用無害化催化轉(zhuǎn)換，但合成所需氨氣伴隨巨大能耗與二氧化碳排放。該技術(shù)通過交替導(dǎo)入燃燒廢氣與還原氣體，利用自主開發(fā)的氧化物介孔材料負(fù)載金屬觸媒與吸藏成分，跳過氮?dú)夥肿訌?qiáng)鍵切斷工序，直接以廢氣中已斷裂化學(xué)鍵的NOx為原料合成氨，有望大幅降低能耗并實現(xiàn)脫碳。

研究團(tuán)隊將實驗室規(guī)模反應(yīng)裝置放大至中試規(guī)模進(jìn)行驗證。新裝置反應(yīng)管容積約為原裝置的100倍（達(dá)100立方厘米），全長達(dá)500毫米以上，試驗氣體流量Zui高設(shè)定為每分鐘44升。團(tuán)隊分析了放大過程中的氣體組分變化與管內(nèi)溫度分布，獲取了工藝優(yōu)化關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在中試反應(yīng)管中，團(tuán)隊設(shè)計了模塊化填充的蜂窩狀基材（外徑16毫米、長62.5毫米），表面涂覆含白金觸媒與氧化鋇吸藏成分的納米復(fù)合催化劑（BaO/Pt@mAl2O3）。切換至含氫還原氣體后，吸藏的NOx被迅速加氫還原，初期氨氣生成量顯著，整體氨化率約20%。連續(xù)運(yùn)行約40次測試表明催化劑性能保持穩(wěn)定。進(jìn)一步實驗證實，降低氣體流速以延長接觸時間可有效提升氨化率。

針對量產(chǎn)需求，團(tuán)隊同步開發(fā)了基于市售氧化鋁顆粒的成型催化劑。在模擬垃圾焚燒廠排氣條件下，當(dāng)催化劑裝填量增至44克（約為蜂窩狀結(jié)構(gòu)的27.5倍）時，氨化率提升至約60%。將氣體流量從每分鐘44升降至8.8升后，氨化率進(jìn)一步達(dá)到約90%。相關(guān)參數(shù)設(shè)定為反應(yīng)溫度250攝氏度、反應(yīng)時間60分鐘。

目前，產(chǎn)總研正聯(lián)合可再生能源研究中心對中試裝置進(jìn)行改良，以應(yīng)對更大流量廢氣處理并繼續(xù)提升氨化率。下一步將面向?qū)嶋H垃圾焚燒廠等場景的排氣總量處理，推進(jìn)反應(yīng)器大型化設(shè)計，規(guī)劃構(gòu)建相當(dāng)于中試裝置100倍規(guī)模的示范級裝置。團(tuán)隊還將加速企業(yè)技術(shù)合作，開展涵蓋燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐及尾氣處理設(shè)施的全生命周期評估，推動該技術(shù)向循環(huán)型經(jīng)濟(jì)應(yīng)用邁進(jìn)。

資料來源：TECH+（テックプラス）；原文發(fā)布日期：2026-10-15。本文為資料編譯。