[スポンサーリンク]

一般的な話題

究極のエネルギーキャリアきたる?!

究極のエネルギーキャリア、それは意外なところから登場したこの物質かもしれません(画像出典はこちら)。

Tshozoです。窒素固定につき最終的に書こうと思っていたテーマがあちこちから出だしたので速報としてご紹介します。窒素マニア、略して窒マニの私にとっては極めて重要性の高い中身なので、是非化学を生業とされる方々に広く知っていただきたいと思います。

まずは化学工業日報殿が書かれたこちらの記事をリンク先にてご覧ください。下記ロゴからもいけます。なお同ロゴは同社HPトップより拝借いたしました。

Amm_02

この記事の中盤にサラッと書いてますが、凄い内容を含んでいると思います。技術的要旨は下記3点です。

 

 1、アンモニアが使いやすいエネルギーキャリアになりうる

 2、やり方次第では燃やすことが出来、燃料に使える

 3、燃やしても排ガス中のCO2を含まない上、窒素酸化物も極めて少ない(無い?!)

アンモニアの歴史的経緯は以前記載した(こちらこちら)通りですが、このときHaber、Bosch達は「空気と石炭からパン(肥料)を作った」と言われていました。

Amm_04

Haber, Mittasch, Krauch, Bosch BASFの事業基礎を作ったメンバーたち

それと同様、今回のこの案件は記事に基づいたコンセプトが実現すれば、

 「太陽光(などの再生エネルギー)と空気と水から燃料を作ることができる」

という大きなインパクトを秘めている印象を受けます。

なお、工学院大学の雑賀教授がかなり以前から本件の検討を進めていましたのでご存知の方はいるかと思います。しかし2、3は知らない方が多いのではないでしょうか? 特に3ではイメージ上はNOxとかがガンガン出そうなので意外だと思いますが、現在車両排ガス中のNOx低減に同様の分子構造を持つ尿素が既に使用されている(尿素SCRシステム)のですから、確かに言われてみればNOxが増える理屈は無いのです。

Amm_03

パイオニアの一人 工学院大学 雑賀教授(工学院大学HPより

 で、この技術のインパクトは一体どこにあるのか。自分は3つあると思います。

Amm_05

理屈上はこの2つだけでエネルギーを出し入れできる
(右の式は1ステップではまだ誰も実現してないでしょうが・・・)

第一に、カーボンが一切介在しないこと。

第二に、理屈上は窒素(空気)と純水とエネルギーさえあればどこでも創り出せること。これは上の反応式からの帰結ですが(もちろんこの「ΔEinをどう供給するか」が重要な問題になるのもすぐ予想出来ることですが、その課題にどう立ち向かうべきかはまた次回以降に)。

第三に、貯蔵が簡易で大容量を貯められること。この記事を見て調べたところ、その貯蔵の簡易性により、安い金属タンク一つで他候補である電池などに比べかなり大量のエネルギーを貯めることができます(下図)。劇物であることが難点ですが、量産開始から約100年経っていて貯蔵・供給ノウハウが歴史上多く蓄積されていますので大きな問題にはなり難いのではないでしょうか。

Amm_06

LHVエネルギー密度マップ(こちらの資料に筆者がラフ計算して加筆・
同資料はIEA2009年資料より数値を引用したもの) 太矢印近傍がアンモニア

この3つのインパクトを全て持つエネルギーキャリアには他にはありません。唯一対抗馬としてはヒドラジンがありますが、変異原性(発癌性)があることからまず普及は困難でしょう。このことから、エネルギーさえ得られれば究極的なエネルギーキャリアになりうるものではないかと思います。

なお化学界においてはざっと調べたところ、本件と同様の構想を東京大学の西林准教授がこちらのWeb記事で述べています。西林准教授は以前から非金属での窒素固定法の発見や低温での触媒的アンモニア合成で成果を上げており、2011年に下記の成果でNature Chemistryへ論文掲載を果たしています。まだプリミティブなレベルとはいえ、ノーベル賞受賞者R. Schrockからも内容紹介を受ける大きな成果で、今後の関連研究の進展が期待されます。

 

Amm_08

窒素固定のパイオニア 西林仁昭准教授

Amm_07

常温常圧でアンモニア触媒合成に成功した触媒(こちらから引用)
Schrock-Yandulov触媒に比して活性が大きく改善

 ・・・というように色々期待は持てるのですが、このコンセプトの実現にはざっと考えるだけでも多数の問題が頭に浮かんでくると思います。エネルギー供給元、コスト、スケール・・・様々な課題はあるものの、筆者はこのトピックを引き続き扱っていく予定です。その中で、上記の多数の問題に対し『何が本当の課題になりそうなのか』ということを提示出来れば研究ネタとしても面白いと思いますので、今後もお付き合い頂ければうれしいです。

それでは今回はここまで。

【補足】本件は、「燃料>肥料≒食料」という構図を抱えていると考えています。この点ではバイオエタノールと同様であり、どのような位置付けで使用するのかを十分に議論せずに無闇に使用し出すと同じ轍を踏むことになりかねないなあ、というのが非常に気にかかるところです。

The following two tabs change content below.
Tshozo

Tshozo

メーカ開発経験者(電気)。54歳。コンピュータを電算機と呼ぶ程度の老人。クラウジウスの論文から化学の世界に入る。ショーペンハウアーが嫌い。

関連記事

  1. 顕微鏡で化学反応を見る!?
  2. 95%以上が水の素材:アクアマテリアル
  3. whileの使い方
  4. DNAを人工的につくる-生体内での転写・翻訳に成功!
  5. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」②(解答編…
  6. Nature Chemistry:Research Highli…
  7. 第1回ACCELシンポジウムを聴講してきました
  8. Akzonobelとはどんな会社? 

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 114番元素生成の追試に成功
  2. 複雑な生化学反応の条件検討に最適! マイクロ流体技術を使った新手法
  3. 新しい太陽電池ーペロブスカイト太陽電池とは
  4. DNAに電流通るーミクロの電子デバイスに道
  5. 多才な補酵素:PLP
  6. 風力で作る燃料電池
  7. 化学と工業
  8. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」⑥
  9. ナノってなんて素敵ナノ
  10. トップリス ツリー Topliss Tree

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

ライトケミカル工業株式会社ってどんな会社?

ライトケミカル工業は自社製品を持たず、研究開発もしない、更に営業マンもいない独立資本の受託専門会社(…

クラリベイト・アナリティクスが「引用栄誉賞2018」を発表

9月20日、クラリベイト・アナリティクス社から2018年の引用栄誉賞が発表されました。本賞は…

AIで世界最高精度のNMR化学シフト予測を達成

理化学研究所(理研)環境資源科学研究センター環境代謝分析研究チームの菊地淳チームリーダー、伊藤研悟特…

イミニウム励起触媒系による炭素ラジカルの不斉1,4-付加

2017年、カタルーニャ化学研究所・Paolo Melchiorreらは、イミニウム有機触媒系を可視…

ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2018年版】

各媒体からかき集めた情報を元に、「未来にノーベル化学賞の受賞確率がある化学者」をリストアップしていま…

巨大複雑天然物ポリセオナミドBの細胞死誘導メカニズムの解明

第161回目のスポットライトリサーチは、早田敦 (はやた あつし)さんにお願いしました。早田…

PAGE TOP