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1: しじみ ★ 2019/01/20(日) 18:27:19.42 ID:CAP_USER
肥料の原料として世界中で生産されている水素と窒素の化合物「アンモニア」の新しい合成法を、九州工業大大学院生命体工学研究科(北九州市若松区)の春山哲也教授(54)が開発した。水と空気だけを材料にする簡易的な方法で、化石燃料を使用する従来の製造法に比べて、大幅なコスト低減が見込まれる。環境への負荷も少なく、注目を集めそうだ。

 春山教授によると、世界の人口が増え続ける中、アンモニアは食糧の増産に欠かせない重要な化合物。世界で年間約1億7千万トン生産されている。

 現在の製造はほぼ100%、1913年に実用化された「ハーバー・ボッシュ法」を採用。天然ガスに含まれる水素を高温、高圧で窒素と合成し、アンモニアを生み出す。ただし、大規模な工場が必要で、二酸化炭素(CO2)を排出することにもなる。

 気体と液体の境界で起こる反応を研究している春山教授は、水の表面の水素原子が他の原子と反応しやすい性質に着目。空気に電気を流し、刺激を与えることで、空気中の窒素原子と水の表面の水素原子が結合して水中にアンモニアが溶け出す仕組みだ。

 筒の中に水と空気を入れて電気を流す反応器を完成させ、アンモニアの合成に実験室レベルで成功。共同研究する国内の企業と世界各国に特許を出願し、オーストラリアと、アフリカ大陸の16カ国が加盟する国際的な特許審査機関「アフリカ知的財産機関」から登録を受けた。

 現在は実用化に向け、実証プラントの建設を計画中。春山教授は「大規模な設備が必要なく、農地にアンモニア製造施設を造ることも可能になる」としている。

no title

https://thumbnail.smartnews.com/?url=http%3A%2F%2Ftango.medialab.co.jp%2Fuploads%2Fitem_image%2Fimage%2F177809%2Ff07a996f0f.jpg

https://web.smartnews.com/articles/fyvMhZ9PXHy
8: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:43:28.82 ID:EtwZbCvB
まず水を飲みます

48: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 20:21:03.55 ID:CZZgYnv4
>>8
ワロタw

136: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 21:28:08.59 ID:5pcmnQr6
アンモニアを量産化してくれたフリッツ・ハーバーとカール・ボッシュのお陰で
人類はどれだけ助かったかわからんな

ハーバー・ボッシュ法 - Wikipedia
ハーバー・ボッシュ法(ハーバー・ボッシュほう、Haber–Bosch process)または単にハーバー法(Haber process)とは、鉄を主体とした触媒上で水素と窒素を 400–600 °C、200–1000 atmの超臨界流体状態で直接反応させる、下の化学反応式によってアンモニアを生産する方法である。
2: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:30:15.08 ID:zx/MDkuh
高圧のアンモニア合成って事故の連続だったらしいねー。
おかげで化成肥料が行きわたり農産物の収穫量が大幅増になったが。

54: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 20:48:29.95 ID:vXmQBEju
>>2
火薬も沢山作れるようになり、戦争が捗るようになったけどね。

49: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 20:27:47.40 ID:SCv/iMA1
>1913年に実用化された「ハーバー・ボッシュ法」

これでドイツは戦争を決意したんだよな。

38: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:29:23.62 ID:87LVNT2u
空気からパンを作った男は数億人を飢えから救い、数十万人を爆殺し、毒ガスで数万人を殺した。
みたいな。

4: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:38:29.03 ID:teKsRFgq
31Pリンも大事ですよ

※補足
31P=リンの同位体。天然存在比100%

56: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 21:02:44.33 ID:s3PX2k+o
>>4
地球上のリンの量で生物の最大数が決まる。
DNAに含まれる必須元素。
1個下のAsは生物毒なのにね。

※補足
As=ヒ素

10: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:47:23.51 ID:W9vTIHeK
砂漠や海で太陽光発電によって水素作ってアンモニアにして船で運び
アンモニア燃料電池で車が動き家庭用電力が賄えるようになるとか実現すればいいな。

23: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:03:15.83 ID:2e7GIXf2
>>10
この技術だと水が必要だから砂漠でやるのはコスト高くつくんじゃね?
海水を使うにしても

30: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:12:18.63 ID:ut9xD+yG
これが本当に実用化されてコストが安ければFCVの実現性がぐっと高まるな
アンモニアで貯蔵して給油の時だけ水素取り出す水素ステーションならかなりコストを安くできるだろ

燃料電池自動車 - Wikipedia
燃料電池自動車(ねんりょうでんちじどうしゃ、英: Fuel Cell Vehicle, FCV)とは、搭載した燃料電池で発電し電動機の動力で走る車を指す。
33: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:17:45.90 ID:s0Nx/r1i
>>30
水素だと700気圧への加圧で電気喰うでしょ。
そのままアンモニア電池でどうでしょ?。

36: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:25:13.19 ID:ut9xD+yG
>>33
アンモニア水素ステーションはかなりまじめに検討されているらしい
アンモニア電池・自動車がダメな理由はわからないけど


アンモニア分解ガスから燃料電池自動車の燃料水素を
高効率で回収する水素精製装置を開発
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20181011/index.html

未来の車は燃料電池車でも電気自動車でもなくアンモニア車に?
https://www.chem-station.com/blog/2015/11/nh3car.html

43: 33 2019/01/20(日) 19:51:22.95 ID:s0Nx/r1i
>>36
たぶん、アンモニア電池(エタノールやメタノール電池も)は高温が必要なんで
温まるまで時間掛かるから、短距離で運転時間が短いと(実用実験では最初は
搭載バッテリーで走行、電池が温まるのを待ちます)電池が温まる前に到着
してしまうからだと思います。

57: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 21:10:04.99 ID:cTl6mSpV
>>36
アンモニア自体が有害なガスだから、事故とかで漏出するリスクを懸念してるんでしょ
ディーゼルのNOx浄化に使われる尿素水も、反応の段階ではアンモニアになってから反応する

窒素酸化物 - Wikipedia
一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、亜酸化窒素(一酸化二窒素)(N2O)、三酸化二窒素(N2O3)、四酸化二窒素(N2O4)、五酸化二窒素(N2O5)など。化学式の NOx から「ノックス」ともいう。
12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:49:18.27 ID:9KK5sVox
改良版作ったら特許が通りそうだね

14: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:51:36.78 ID:ywtaXvyY
これが効率的かつ大規模に行えるなら水素社会ならぬアンモニア社会が生まれる。

15: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:54:09.13 ID:xlsyGIba
危険なにおいがするレベル

120: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 10:15:22.41 ID:lOXkne6t
>>15
評価する

44: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:57:54.71 ID:/W2ZEzCp
>>15
アンモニアの刺激臭はかなり強烈だよね

86: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 01:25:21.67 ID:ylrTW/R8
>>44
大学の実習で軽く吸っただけなのに30分は気持ち悪かったわ。

16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 18:54:09.87 ID:wOUfkPvM
6H2O+2N2→4NH3+3O2ってこと?

32: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:17:33.32 ID:AeLG21Un
NOxもできるんだろう?

2N2+3H2O→2NH3+(1~2)NOx(+1/2N2)

117: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 09:19:39.88 ID:7ds0a9DE
水の電気分解をベースにして考えたら判りやすいと思う。
一定比率の H₂O は H⁺ と OH⁻ に電離しているというのが前提。
電気分解の場合、陰極側で
2H⁺ + 2e → H₂
という反応が起きている。

このアンモニア合成では、電離した空気と水との界面が陰極になっており、
3H⁺ + N³⁻ → NH₃
という反応が起きてるんだろう。

156: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/23(水) 11:35:46.22 ID:SNma0fzk
>>117 みたいな原理だとしたら、
純粋窒素中でイオンエンジン(カソード)を作動させ、
水面に窒素イオンを吹き付けるのが最適設計のはず。
水中のアノードから出る酸素が窒素と混ざらない形にすること。

カソード - Wikipedia
カソード(英: Cathode、独: Kathode)は、外部回路へ電流が流れ出す電極のこと。外部回路から電子が流れ込む電極とも言える。電気分解や電池においては、カソードは電気化学的に還元が起こる電極である。
89: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 02:09:44.59 ID:h7wL3Cvn
いまでもアンモニアは安いからねえ
コスト大幅減とはどれくらいを見込んでるんだろう

127: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 15:52:05.75 ID:vTOB6vdE
>>89
現在価格の少なくとも1/3以下にならんといけないらしい

「アンモニアからの低炭素水素製造とエネルギーキャリアとしてのアンモニア」
4-2. アンモニア及び水素の価格
https://www.pref.aichi.jp/san-kagi/shinene/suisozone/src/suisosyakai/20170131_showadenko.pdf
LNG発熱量=54.5MJ/kg、NH3発熱量=22.5MJ/kg
なので、LNGと同じ発熱コストパフォーマンスを出すための
NH3価格は、41×22.5/54.5=17(円/kg)

83: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 00:57:42.16 ID:QUolyVqD
実験室レベルの成功であっても実用化しようとすると壁にぶつかるのはよくある話だからなあ
エネルギー関係は特に多い

22: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:01:46.86 ID:3Br9AY40
ユーリー、ミラーの実験そのもののような気がするけど何か違うの?

28: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:10:58.65 ID:3rN9FprT
>>22 に書いてあるとおり、水表面の反応性を利用した
界面化学とかそういう分野
ユーリー・ミラーの実験というか、高電圧放電法は、気体だけ利用するから効率が悪すぎる

42: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:45:09.04 ID:RdKW1vvR
1913年にドイツで実用化されてるから衝撃ではないわな。
今なら廃棄物からの算出もあるし。

圧力かけなくていいってのは利点だが、どこまで広まるか。

29: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:11:14.63 ID:mXlKfFta
ハーバーボッシュ法自体がまだ現役ってことに驚いた

35: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:21:15.96 ID:THt5bUjb
後は効率が問題だ

34: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:20:16.52 ID:D9JuEU6V
これがホントなら
せっせせっせと新エネ/再エネをアンモニアにして保存できるじゃん
そんな都合のいい話はないよなww

37: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:28:41.38 ID:ut9xD+yG
>>34
太陽光だと設備稼働率が20%になるから、アンモニア製造設備の稼働率が低くなってコストがペイしないと思うけどな
風力だと設備稼働率が50%で送電線引かないでアンモニアを貯蔵しておけるからちょうどいいかもしれない

58: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 21:19:08.67 ID:1Oeqj3nm
どうせHB法とは比べ物にならない低収率なんでしょ?

64: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 22:00:47.93 ID:3rN9FprT
>>58
低収率でも、エネルギー的に高効率なら使い様はあるんじゃない?

50: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 20:28:08.89 ID:0fdWFCOE
今頃になってこんなんみつかるんか。
宇宙での現地生産にも使えるかな。

106: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 06:55:15.83 ID:trqD69ly
生命誕生の面からも面白い発見なんじゃないか?

192: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/28(月) 07:55:53.52 ID:B7cp+Sll
うまく行けば大量に使われるものだから影響でかいな

27: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:10:16.21 ID:qHrbSTLK
農地に散布するだけでまったく違うからなあ

25: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:09:02.17 ID:xAN2GhKQ
これで人口は1,000億人くらいまで増えても大丈夫?

31: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 19:13:56.87 ID:3rN9FprT
>>25
リンが足りない
1000億人に達するには、海水からリンを回収する画期的な方法が必要

84: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 01:05:03.09 ID:vStixGCz
プラントが必要なハーバーボッシュ法に比べたら装置を安く作れるってだけで
生成アンモニアの単位重量あたりのコスト・消費エネルギーでは負けてる


とかいうオチな気がする

放電→アンモニア生成
のエネルギー効率が高いとは思えないんだよね

85: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 01:16:09.41 ID:BWqCPoE/
>>84
別にエネルギー効率が悪くてもいいんだよ。要はコスパの問題なんだから。
運用コストが十分に低くてHB法よりも稼げるのかどうか、という話。

78: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 23:48:04.48 ID:ghWUsFgI
太陽光発電でこれやれば蓄エネルギー完成じゃん

92: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/21(月) 02:35:44.80 ID:RDGt2I9E
>>78
だよね、ソーラーの剰余電力が発生したら、停止せずにこっちに回せばいいんじゃん

63: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/20(日) 21:52:26.15 ID:pmRkFtTC
北欧など電気代安いからアルミインゴット産業あるけど
アンモニアも電気だけで作れるなら、原料なしに作れてウハウハだな。

148: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/22(火) 14:09:10.98 ID:1boghvzA
これスゲーな
もしかして水じゃなくても他の液体でも気相と液相の境界面だと化学反応起こりやすい性質あるんじゃない
色んな化学合成に応用できる可能性ある
速度次第なとこあるけど可能性の塊じゃないかな

151: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/23(水) 02:08:00.29 ID:Xj48gHPg
大量生産したいときは結局HB法になるんでしょ

170: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/23(水) 20:21:38.47 ID:KS7ROXYy
放電冷却×UV励起×気液界面の特殊な水分子という3条件がそろって初めて反応

放電もUVも大部分が反応に寄与せず無駄になる(あるいは副反応でジャマになる)

高温・高圧・触媒を使うハーバーボッシュの方が遥かにマシ

って感じ

178: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/01/24(木) 17:28:35.59 ID:Sy+g2VHY
しかし
あらためて、ハーバー、ボッシュの偉大さがわかるな


転載元:https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1547976439/
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