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【化学】アンモニアを安価なニッケル触媒で合成…東工大グループが成功、貴金属使わず生産へ [しじみ★]
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0001しじみ ★
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2020/07/19(日) 10:20:05.38ID:CAP_USER
肥料の原料などに使われるアンモニアを安価なニッケル触媒で効率的に合成する技術の開発に成功したと、細野秀雄・東京工業大栄誉教授らの研究グループが発表した。貴金属を使わずにアンモニアを生産する道を開く成果といい、１６日付の英科学誌ネイチャーに論文が掲載される。

　窒素と水素で作るアンモニアは、「ハーバー・ボッシュ法」と呼ばれる鉄触媒による大量生産が主流だが、高温高圧下でないと反応が進まない。このため、より温和な条件で反応を促進させる省エネの触媒開発が盛んだ。このタイプの触媒の多くは、高価なルテニウムという貴金属を使っており、これに代わる触媒開発が待たれていた。

　細野教授らは、コストがルテニウムの１０分の１以下のニッケルを、窒素とランタンの化合物（窒化ランタン）の板に載せた触媒を新たに開発。ニッケルの働きで水素、窒化ランタンの働きで窒素がそれぞれ活性化し、アンモニアが合成されることを確認した。従来のルテニウム触媒と比較したところ、３倍以上効率的に合成できる能力があることもわかった。

　侯召民（こうしょうみん）・理化学研究所主任研究員（触媒化学）の話「安価で豊富な元素の活用に着目した重要な成果。実用化に向け、低い温度でも高活性を維持できるかなどが今後の課題だ」

https://news.yahoo.co.jp/articles/8dd872871c831e6ce6cf87a37018ae1b4759cf3c
0180名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 17:03:10.42ID:GWO+qXsD
>>177
>>178

反応後の生成物を二重管通して反応物の加熱に使うだけだぞ
窒素ガスは大気から賄えるが水素生成には相応の規模の工場が必要
水の電気分解ならもっと小型化できるだろうがその際はコストが高くつく
0181名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 17:56:35.99ID:9cO4svTz
>>176
従来みたいな高温高圧無しでも作れるように

って話のスレでなぜ従来法を前提に否定してんだ？
0182名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 17:59:23.15ID:9cO4svTz
>>180
それで高温高圧化に使うエネルギーをほとんど全て再利用できるとはとても思えないが
0183名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 18:29:49.43ID:cA1BRbQQ
水素源もいるしなぁ…カーボンフリー水素みたいな寝言は無しな
0184名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 19:06:29.04ID:GWO+qXsD
>>182
熱エネルギーの回収は簡単
ただし圧力のエネルギー回収は容易ではない
ここはかなりのロスが出るはず
0185名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 19:19:54.69ID:9cO4svTz
>>184
熱エネルギーの回収が簡単？何を言ってんだ？
世の中が排熱利用でどんだけ苦労してるか知らんのか

というかロス無いんじゃなかったんかよ
0186名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 19:24:30.35ID:lHh4cCxn
>>184
その「簡単にできる熱エネルギー回収」の方法を
三菱日立パワーシステムズに教えてあげなよ

最新のGTCCでも40%弱を捨ててるから
お前からしたら超低レベルだぞ
0187名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 19:37:38.37ID:uS6+xyt9
俺なんざ、普段から尿素もアンモニアも出るぜ
0188名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 21:18:04.23ID:GWO+qXsD
>>185
誰がそう言った？
引用してみ

>>186
それは電力変換した場合
熱移動だけなら容易
0189名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 21:53:27.70ID:OWfAcH28
確たる目的があってそのために数打ったら当たりました、じゃなくて、
目標のバンドギャップを定めてそれに適合する分子を設計する、というやり方でこういう事も出来ました
という程度の発表だぞ、これ

どういう使われ方するかなんて想定してないぞ
0191名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 22:31:51.00ID:lHh4cCxn
>>188
発電が目的じゃなくて500℃ 30MPaを維持するのが目的ならば
一度高温高圧にしたらエネルギー投入しなくてもOKってことね

確かにそんな超技術なら
エネルギー効率に改善の余地無いわな
0192名無しのひみつ
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2020/07/22(水) 23:10:03.28ID:LrYJ8EUe
>>189
バンドギャップ？分子？
何言ってんの？
0195名無しのひみつ
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2020/07/23(木) 04:39:18.20ID:Mk70Ab8W
ちょっと前にもアンモニアの安価な製造方法の開発のニュースがあったような気がするけど
同じ研究グループの話なんかな
0196名無しのひみつ
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2020/07/23(木) 04:42:10.57ID:/ZE/hLn2
>>195
ここ数年の流行りみたいや、他にも何件かあった様なキガス
0197名無しのひみつ
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2020/07/23(木) 04:43:02.27ID:/ZE/hLn2
スーバー銭湯に設置したら廃熱回収とか余裕w
0198名無しのひみつ
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2020/07/23(木) 04:49:24.34ID:+oXkF4cs
>>197
規模が違い過ぎる
何度も言うけどアンモニア工場は化学プラントの中でも最大級の工場なんだよ
0199名無しのひみつ
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2020/07/23(木) 05:25:55.95ID:h21OUL5K
>>194
発熱反応なら500℃ 30MPaを維持するのにエネルギー不要ってことね

確かにそんな超技術なら
エネルギー効率に改善の余地無いわな
0200名無しのひみつ
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2020/07/23(木) 10:45:48.68ID:CjasUot3
今はチョット話題性があったりするとすぐ大学側が広報頑張ってしまう
0202名無しのひみつ
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2020/07/24(金) 04:42:16.75ID:7f4hr0P+
>>198
ほんなら超巨大ウルトラスーパー銭湯を作れば良いだけ

それに新しい触媒のプラントは小型やから
地域熱供給の可能性もあるわな
水素供給の問題は最後まであるが…
0203名無しのひみつ
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2020/07/24(金) 14:09:18.13ID:vaQTKwC0
排ガス処理もプラチナの代替が出るのだろうな
0204名無しのひみつ
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2020/07/25(土) 11:26:22.10ID:suJF+o4E
よこみち
化学工学のひとがおるみたいだから教えて
ドライアイスを丈夫な容器にいれ栓し密封する。
それに万力等で圧力をかける。
放置するとドライアイスが溶ける。ここで冷却
液体になり圧力を弱めると元のドライアイスになる
これ繰り返せば無限冷却装置になるかな?
ときどきドライアイスの補充はいるけど
0205名無しのひみつ
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2020/07/25(土) 13:48:32.20ID:XbXsruoS
>>204
圧力かけたときに発生する熱を別のところで放出できれば冷却できるよ
そしてそれは冷蔵庫やエアコンの原理と同じ
0206名無しのひみつ
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2020/07/25(土) 14:13:58.75ID:suJF+o4E
>>205
ありがとうございました。
0207名無しのひみつ
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2020/07/26(日) 13:25:07.32ID:/SG7LN4O
>>204
「丈夫な容器に万力等で圧力をかける」
容器が変形するかドライアイスが昇華しなければ内部圧力は変わらない
あと二酸化炭素は液体にはならない。
0208名無しのひみつ
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2020/07/26(日) 13:31:57.01ID:/SG7LN4O
>>204
ごめん、高圧下では液体になるみたいだ
0209名無しのひみつ
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2020/08/05(水) 03:19:48.33ID:V9OJIDyp
ウラン238やプルトニウムなどの重たい元素は、良い触媒にはならんかなぁ？
0210名無しのひみつ
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2020/08/05(水) 03:41:19.37ID:SvUv+FNJ
これで第三次大戦が起きても安心だな
0211名無しのひみつ
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2020/08/05(水) 12:27:41.86ID:KzCJ3X5F
>>209
放射線で触媒反応を活性化する感じ？
N=NやH-O-Hの結合を効率的に切れるなら有望かも
ただなんにせよ高温高圧という条件は外せないだろうね
>>1もそう
触媒だけに頼ってる現状だとこの条件は外せない

アンモニアの合成はスルーしてアミノ酸までたどり着けるような反応経路があれば常温常圧の道が開けるとおもわれ
0212名無しのひみつ
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2020/08/05(水) 21:40:47.72ID:QxGEh5HI
逆だ！逆に考えるんだ！
高温高圧を逃がさないことを重視するんだ！
そうすればエネルギー問題はなくなる。
0213名無しのひみつ
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2020/08/10(月) 19:10:28.03ID:X37xW/p2
>>85鉄でさえ日本で殆どとってないぞw
0214名無しのひみつ
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2020/08/10(月) 19:12:58.46ID:X37xW/p2
>>104
そうだね
第三国に安さ以外に目を向けさせるために何かしてくれないとだね
0216名無しのひみつ
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2020/09/05(土) 10:36:38.88ID:W2g2Rot6
ネイチャーにのったか
すごいな
５０年前なら今年のノーベル賞確実ものだ
0218名無しのひみつ
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2020/09/09(水) 19:55:58.48ID:helOTEJ1
とうとうhbを超えたな
現代化学の勝利だ誇らしい
0219名無しのひみつ
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2020/09/11(金) 03:58:09.36ID:g0uA7jH3
これが成功するとアンモニアが燃料のおしっこカーが誕生
0220名無しのひみつ
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2020/09/11(金) 10:22:36.56ID:n48FMobk
これが安くなると
窒素肥料が非常に安価にできるようになる。
0221名無しのひみつ
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2020/09/11(金) 12:19:24.73ID:3f5LQil8
天然のニトロゲナーゼは、鉄つかって常温でアンモニア作りますが
0222名無しのひみつ
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2020/09/11(金) 12:52:25.01ID:nRJoL9kI
>>221
現状、大量生産に向いてないから見向きもされてないね
ただ、その反応機構は応用しようとしてたはず
0223名無しのひみつ
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2020/09/11(金) 13:11:05.08ID:YU0dfsEA
化学的に安定なのを作れれば、播いたら永久に窒素固定してくれそう
0224名無しのひみつ
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2020/09/12(土) 19:31:59.19ID:uDSROBJt
なぜ、大気中の酸素と窒素は徐々に化学反応をして、大気が酸化窒素で
満ちあふれるようにならないのだろうか？
0225名無しのひみつ
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2020/09/13(日) 14:27:43.96ID:tCKo+s+I
>>224
窒素と酸素それぞれの単体ガスの反応性により常温常圧で混ぜただけでは
反応しないからとしか言いようがない気がするが
反応性の高いガス同士の組み合わせだとただ混ぜただけで爆発的に反応したりするし
0226名無しのひみつ
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2020/09/13(日) 20:52:14.11ID:UfdOGkpj
吸熱反応だからに決まってるだろうがｗｗｗｗｗｗ
0227名無しのひみつ
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2020/09/13(日) 21:24:48.90ID:tCKo+s+I
>>226
吸熱反応だから自発的に起こらないってのは説明としておかしいと思うが
0228名無しのひみつ
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2020/09/13(日) 23:26:36.23ID:oVY372c4
窒素と酸素が紫外線などを浴びて化学反応を起こして酸化窒素になり、
亜硝酸や硝酸になって雨水に溶けて地面に落下すれば、空気中の酸素か
窒素のどちらかが消費尽くされて大気から無くなってしまいそうだが。
0229名無しのひみつ
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2020/09/14(月) 04:27:33.25ID:WEHAMfmF
空気中の窒素は、
紫外線などでエネルギーを得て、
一時的に窒素酸化物などになるが
自然界の化学反応で徐々に分解され
エネルギーを放出して
窒素に戻っていく。
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