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アンモニアから高純度の水素を効率よく回収

2018-10-28 | 科学・技術
 大陽日酸は広島大学などと共同で、アンモニアから高純度の水素を効率よく回収する技術を開発した。技術実証用の水素精製装置を試作し、従来70%だった回収率を90%まで高めた。これにより、燃料となる水素の供給源として、安価に水素を供給する道が開けると期待される。
 アンモニアに熱を加えて分解すると、水素と窒素が発生し微量なアンモニアガスが残る。窒素とアンモニアを取り除いて純度の高い水素を回収する。共同開発した技術は特殊なフィルターを使い、加える圧力を変えながら分離する作業を繰り返す。
 大陽日酸は1時間あたり10立方メートルの規模の実験で、高純度の水素を回収できる性能を確かめた。精製装置で発生する排ガスの熱をアンモニアの分解用に再利用する仕組みも取り入れ、エネルギー効率も同時に高めた。この技術で、1時間あたり300~1000立方メートルと実用的な規模の水素精製装置が開発できるとみている。
 水素は、燃焼時に二酸化炭素(CO2)を出さないので、地球温暖化を抑制する燃料である。しかし水素は、通常は気体で爆発しやすく、貯蔵や輸送が難しい課題がある。アンモニアは水素を多く含み圧力を加えると簡単に液体になり、水素より扱いやすい。
 今回の成果は内閣府の研究開発事業。国は2020年ごろにガソリンと同程度の価格で水素を供給する目標を掲げている。
 ◆アンモニア合成に新手法、200℃程度の温度でも合成できる
 H29.6.19・・「歩けば楽し」のブログより
 早稲田大学関根泰教授・中井浩巳教授らは日本触媒と共同で、化学肥料や医薬品の原料になるアンモニアを合成する新手法を開発した。
 農作物など植物の生育には窒素(N)が必須で、その供給源としてアンモニア(NH3)が使われている。世界の人口は70億人を超え、この人口増加を支えるのが農作物の安定供給である。これには窒素肥料が必要で、肥料原料はアンモニアである。最近では、燃やしても窒素と水しか生成されないため、再エネと組み合わせた水素貯蔵媒体としても期待されている。
 アンモニア合成には高温・高圧を必要とし、エネルギーを大量に消費している。一般的には、アンモニアの生産は「ハーバー・ボッシュ法:1906年ドイツで開発」と呼ぶ技術で、400℃~600℃、数百気圧の条件で水素と窒素を反応させて作る。
 研究チームはルテニウム(Ru)を使った触媒に直流電圧をかけると、水素イオンと窒素分子が反応し、同200度、9気圧程度でも効率よくアンモニアができた。この反応の原因を電子顕微鏡観察や赤外分光分析などを用いて解析した結果、直流電場中での水素イオンのホッピングが反応を誘起していた。この際、N2H+が中間体となっていることを明らかにした。

 晴れ。風も微風、穏やかな日だ。
 玄関の横に”ツワブキ”が植えられており、花が咲いている。数少ない秋~冬にかけて花を咲かせる草花に、”ツワブキ”がある。キク科の花なので、菊様の黄色い一重の頭花である。葉は大きくて形はフキ(蕗)に似ており、葉色はとても艶々(つやつや)している。名(ツワブキ)の由来は、このツヤ(艶)のあるフキ(蕗)の様な葉からツヤバブキ(艶葉蕗)→ツヤブキ→ツワブキとなった。葉に厚みがあるので「厚葉蕗」→ツワブキとなった説もある。
 葉が大きくて艶があり、観葉植物となっているが、”ツワブキ”の花も良い。葉には、斑(黄斑)が入っているものや、白斑葉、縮葉などもある。
 因みに、葉や根茎に強い抗菌作用がある成分(ヘキセナール)を含んでいるので、湿疹・切り傷・火傷などに効果がある(葉を火で炙り、刻んで用いる)と言う。他に、早春の若葉はお浸しで美味しい、とか。
 ツワブキ(石蕗、艶蕗)
 キク科ツワブキ属
 常緑多年草(宿根草)
 開花時期は10月~12月
  (初冬の季語になってる)
 花は菊様で、花色は鮮やかな黄色
 花が終わるとタンポポに似た種ができる


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