常温常圧でアンモニア＝安価、高効率の新手法−東大[04/25]

　東京大の研究チームは、窒素ガスと水から常温常圧下でアンモニアを効率的に合成する新手法を開発した。アンモニアは食料生産に欠かせない肥料の原料だが、工業的な合成は１００年前に開発された、莫大（ばくだい）なエネルギーを必要とする手法が今も使われている。新手法が実用化できれば、省エネルギーで肥料が生産できると期待される。論文は２４日付の英科学誌ネイチャー電子版に掲載される。

　原料の窒素は空気中に豊富に存在するが、反応しにくく利用は難しい。工業生産では約１００年前に開発された「ハーバー・ボッシュ法」（ＨＢ法）が使われているが、高温高圧下で水素と窒素ガスを反応させるため、全世界のエネルギー消費の１〜２％をＨＢ法が占めているという。他の合成法もあるが触媒に高価なレアメタルが必要で、実用化には課題も多かった。
　東大の西林仁昭教授と大学院生の芦田裕也さんらは、生物がアンモニア合成に使う酵素に着目。この酵素に含まれるモリブデンを使った触媒を開発した。さらに、有機合成化学で広く使われているヨウ化サマリウムを組み合わせると、常温常圧下で窒素ガスと水の中の水素が効率的に反応し、アンモニアが生成された。

時事ドットコムsoc
https://www.jiji.com/jc/article?k=2019042500073&;g=soc

＞豊富に存在するが、反応しにくく利用は難しい

やっぱブレイクスルーは酵素だな

この触媒が自然界に放出されると・・・

<丶｀∀´>　アンモニアは任せろニダ

空中窒素固定法って20世紀の発明の中でも相当影響度高いと思うが、
一般知名度は低いな

ガチならユダヤ(アメリカ)がまた潰しに来るな






日本は『日航機123便』を忘れない

関連ニュース

◆【化学】アンモニアに新合成法　水と空気だけ、コスト大幅減　九工大の春山教授開発［01/19］
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1547976439/

>この酵素に含まれるモリブデン

シナが全世界の約1/4を算出
http://resource.ashigaru.jp/image/r/molybdenump_world.gif

ビーバー・ボッシュ法だっけか

こういう記事は定期的に出てくるようだけど、全然実用化された話を聞かないな。

反応速度が重要だろ。いくら常温でも遅かったら使い物にならない

ちなみにモリブデンは人間の必須元素であり無いと死ぬ。
微量あればいいけど

全世界のエネルギーの1〜2％が節約できるんなら、
完全に実用化レベルになって、これが世界の主流になったら、これはノーベル賞ものだろ

>>9
ハーバー

だから大量生産はボッシュ法以外につまり選択肢はないってことだね

アンモニアは安定的な水素の運搬手段

>>13
これの凄いところは化石燃料が必要ない、つまり資源小国にとって朗報ということだろ。
アンモニアはそのまま燃料電池に使えるから、水と空気さえあれば発電もできるし
車を走らせることもできる。これが本当なんだったらエネルギー革命。

レアメタル使うから問題といっておきながらサマリウムですね。
でも効率よさそうだから素敵

>>17
ないない
生成エントロピーから考えても外部からエネルギーが必要
それに気体を原料にする反応は圧力をかけなきゃ反応速度は高くできない
理由は一気圧の気体は単純に濃度が低いから
ハーバー・ボッシュ法だって高温・高圧は必須ではない、全て反応速度のため

>>19
自己レス
誤:生成エントロピー
正:生成エンタルピー

スマホの文字入力予測をあてにしちゃいかんね

>>19
論文読まずに自分の偏った知識で批判とか、何でここにいるの？

レアメタル発掘につかった石油の量をですね

モリブデン
ＮＩＭＳによると、現在の経済成長率と使用量を維持したとしても
２０５０年までに埋蔵量の全部を使い切る可能性が非常に高い
（ＮＩＭＳ国立研究開発法人・物質材料研究機構ホムペ参照）

日本政府に逆らえばパヨクと言われる板だ
政府の意見に逆らう奴は居ないだろ
それで、こんな希少かつ地政学の影響をもろに食らう金属に頼るのか？

>>23
特許料

使い物にさえなれば、日本以外の国だって利用する

触媒作るのがたいへん
というオチでしょ

>>23
全部使い切る、というのは発掘費用が現在の価格を超えるから、
掘ると損するという意味でしかない
でもその時には金属の価格が上がるから結局発掘は続けられる

モリブデンは銅鉱脈から銅の不純物として取れる
その頃になると銅の価格も上昇しているから、閉山してる日本の銅山も復活して
日本でもモリブデンが手に入るようになる

本当に価格高騰したら、そのうち宇宙から確保するようになるのかもなあ

触媒だから別に使って減るものでないんでないの？

マメは
日光だけで
窒素固定できるのに

>>28
あれはマメが行ってるんでなく共生菌が行ってるのな、これマメな

>>21
なら反論してみろ

ヨウ化サマリウム

これアンモニアが持ってるエネルギー分はぶっこむ必要あるよね
常温常圧でいけるということは、サマリウムが酸化してる気がするんだけどどうだろう

もしかしてこの酸化サマリウムの還元エネルギーを無視して高効率とか言ってないよね！？

>>29
マメは餌やってるだけなんだよな
餌の替わりに漬かったのが>>31の電子還元剤
こいつは消耗品で生産コストも高く取り扱いも難しい危険物

ペテンのからくりやね

ところで
おまめさんの共生菌を培養できないの?
どこが難しいんだろう。。

他の記事に触媒のリサイクル技術がまだできてないって書いてあった

>>34
培養だけならできる
でも、マメ科の植物以外この共生菌を生かすシステムが無い

具体的には、
根粒菌が窒素固定に使うニトロゲナーゼは酸素分子があると失活する
だけど根粒菌自体は酸素がなければ生きていけない
そこで、マメ科植物は根粒菌を根内にとりこみ、
菌のニトロゲナーゼは失活させないけど菌は殺さない程度に酸素を菌に供給する
絶妙なシステム(レグヘモグロビンとか)を確立させた

現在、このシステム関連遺伝子の研究が盛んで、
これを他の野菜に組み込んで肥料使用料を削減した野菜が開発中
当然遺伝子組み換え作物だから日本じゃ売れないかもね

京大が開発してたのは水素を使って600度で合成速度が30程度らしいな
去年のニュースで見つけた

常温常圧、原料水ってのがスゲーな

>>35
リサイクル時に普通にエネルギー食うんだろね
しかも還元させないといけないから常温常圧じゃないだろうし

本当に触媒とか原料のリサイクル時のエネルギーを算入してないとすれば詐欺もんだぞこれ

>>39
論文なんてこんなもんよ
相手の言うことを鵜呑みにせず自分で検証できなきゃ研究者になれん

>>20 は糞尿製造機。
生成エンタルピーじゃなく生成ギブズエネルギーが正解。

>>36
ありがとうございました。
菌も凄いけど、それを操る植物もすごいな

世界最高の活性を示すアンモニア合成触媒の開発に成功
〜モリブデン錯体を触媒とした常温・常圧での窒素固定反応〜
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20170404-2/index.html

アンモニア合成　反応機構のアニメーション　東京大学提供
https://www.youtube.com/watch?v=kF16JwhVFUo

実用化出来れば素晴らしい

>>28
お前の豆は役立たずやな。
首の上の帽子掛け並みや

世界初、窒素と水からアンモニア　東大の研究チーム
https://www.asahi.com/articles/ASM4Q721KM4QULBJ015.html
> 詳しいメカニズムは分かっていないが、水素ガスを作る過程がなく、二酸化炭素の排出が少ない。
> 西林さんは「１０年後をめどに、実用化できれば」と語る。

メカニズムを解明してから発表しろよ。
成果・特許を横取りされるぞ。

こういうニュースのスレでは「特許出願してないと思い込むアホ」がよく湧くのだけど
なんでだろうか？

出願から公開までの流れを理解してないか、メカニズムがわかって無いと特許化されないと思いこんでるか。

詳しい解説記事
https://www.chem-station.com/blog/2019/04/nh3.html

すごい発明だな〜〜〜
ハーバー法も凄い歴史物語だが、、ハーバ-はユダヤ人、毒ガス、第一次大戦終了　ノーベル賞
ナチス、追放　等々

>>49
おー後半でちゃんとサマリウムを元に戻すためのエネルギーについても触れてるね
まだまだ出来てないんだな
そりゃ値出ないわ

しかし反応に必要な還元剤を元に戻すためのエネルギー量がわからないのに「高効率」というのもなんだかなぁ…

俺も常温常圧でアンモニア生成してるぜ！

>>49
勉強になります

サマリウムのコストが気になったのでwikipediaで調べてみました

wikipedia:サマリウム から抜粋
サマリウムは地殻中において40番目に多く含まれる元素であり、その濃度は平均およそ8 ppm（百万分の1）である。その存在量はランタノイドの中では5番目であり、スズのような元素よりもありふれた元素である。
サマリウムの埋蔵量は全世界でおよそ200万トンと推定されており、
2001年頃のサマリウムの年間生産量は酸化サマリウムとしておよそ700トン
2012年における酸化サマリウムのキロ単価は62ドルであり、ランタノイド酸化物の中でもセリウム、ランタンに次いで安価な元素である

原文リンク

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1134-2.pdf

食い物の肥料に世界エネルギーの１％使うのは正常じゃあねえの
食い物以外に大事なことが他に何あるんだ？
来るべき１００億時代に備えるのか？

多分これだと量がかなり少ないな

既存のHB法がかなり合理化されてるから、エネルギー効率はそれほどあげられる余地はないが、エネルギーの地産地消化で天然ガスや肥料の運搬コスト、高温高圧の設備投資、メンテナンス費などが安価になるってことか。

最近、この話ちょくちょく出るけど、工業化した話が無いな…

まだ10年はかかるし、マイルストーン達成する度にニュースになる。

閉鎖系にして電力貯めるだけのほうがいいんじゃね？

深海エビから新酵素発見　バイオ燃料新原料に期待
海洋機構　おがくずや紙、室温で糖分に分解
https://www.nikkei.com/article/DGXNASDG1601J_W2A810C1CR0000/

深海に生きる（9）　水深1万メートル 植物繊維栄養に
https://www.nikkei.com/article/DGKKZO44249660W9A420C1MY1000/
　超深海の海底には陸からはるばる届いた流木や枯れ葉などのチリが降り積もる。これらは植物繊維の主成分、
セルロースを含んでいる。カイコウオオソコエビは酵素を使ってセルロースを糖に分解しエネルギー源にしていた。
分析の結果、カイコウオオソコエビだけがもつ特殊な酵素だと分かった。
　セルロースから糖を作る工程はバイオマスから燃料を生産する方法と一緒。海洋研究開発機構の藤倉克則
上席研究員は「カイコウオオソコエビの生態を詳しく調べると、人類のエネルギー問題解決につながる情報が
得られるかもしれない」と話す。

アンモニア合成 安く効率的に
https://www.nikkei.com/article/DGKKZO44335870Y9A420C1TJM000/
■東京大学　西林仁昭教授らは常温常圧でアンモニアを合成する手法を開発した。窒素と水を触媒に入れて混ぜるだけで
効率的に合成できる。高価な試薬が不要になるため安く合成でき、工業化しやすい。日産化学と協力して実用化を目指す。
成果は英科学誌ネイチャー（電子版）に掲載された。

>>1
俺のチンコマンコからも毎日アンモニア出るんだが

ゴミ処理の排熱とか利用するとバイオエタノールはガソリンと勝負出きるくらいの価格で作れるようだが
原料のセルロースが無料の場合ではあるけどさ
カナダの製紙業のように伐採地を定期的に輪換させて山をマルガリにしてしまえばかなり大量に原料は手に入る
日本の気候だと、総エネルギーを全部バイオマスから作り続ける事は試算上では可能なのだそうな

ハーバーボッシュ法は人類最大の発明。石炭と空気と水から人間と爆弾を作る魔術。

>>64
ケツマン？

>>65
広大で平坦な土地が必要なんだろ
日本の場合は海洋利用する方向でいいかと
植物プランクトンを波の力で濾しとるとかいいんじゃないかなぁ

水と空気からパンと電気を作る？ アンモニアの新合成法は時代を変えるか
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20190624-00010001-wordleaf-sctch

>>8
3分の4違うなら別に
量も大量にはいらん

水と空気からアンモニア　１００年続く製法超えられるか
https://www.asahi.com/articles/ASM594WBSM59ULBJ007.html

>>71
やっぱりサマリウム再利用するのには大量の電力が必要なんだ
この電力含めての効率がハーバー・ボッシュ法より高いかどうかが問題なのに

＞また、反応後に生じるサマリウムの化合物を再利用するには大量の電力が必要だ。
＞再生可能エネルギー由来の電力を用いるなどの対症療法的な解決策だけでなく、安価なサマリウムに替わる還元剤を見つけることも将来的には必要だ。

この記者わかってないな
いくら安い物質使うとしても使い捨てするのは問題外
再利用は必須でしょう