【化学】「化学の世界のパラダイムシフト」低温ほどアンモニアの合成反応が速く進む 早大が新現象を発見

1 ：しじみ ：2020/03/17(火) 05:16:21.12 ID:CAP_USER.net

早稲田大学理工学術院の関根泰教授らは13日、低温ほどアンモニアの合成反応が速く進む新現象を初めて見つけたと発表した。化学の世界では、化学反応は高温ほど速いとする「アレニウスの法則」が広く知られている。低温で望みの物質を得ることができれば大幅な省エネが見込めるため、研究グループは他の物質合成反応についても探索する。

研究グループは水素と窒素からアンモニアをつくる反応で、触媒として1％のルテニウムを坦持した酸化セリウム半導体を使った。触媒に0.6〜1.2ワットの電力をかけたところ、セ氏100度の反応速度が同200度のちょうど2倍になることが分かった。この温度範囲の低温側と高温側は、アレニウスの法則通り、高温ほど反応が速かった。

　反応速度が100度近辺でピークを迎えるのは、電力をかけた表面にイオンがよく吸着するから、と研究グループはみている。赤外スペクトルで吸着量を電場の有無、温度の違いで評価して科学的なモデルを作り、モデルによる計算結果と実験結果を突き合わせると、両者が一致することを確かめたという。

　著名なハーバー・ボッシュ法によるアンモニアの工業的な生産は、400度程度の高温と250気圧程度の高圧が必要であり、これに替わる省エネプロセスが求められている。関根教授らは2017年、半導体触媒に電力をかければ200度以下でも反応が進むことを明らかにしていた。

　今回の成果は英王立化学会が出版する学術誌「ケミカル・コミュニケーションズ」（電子版）に13日掲載された。関根教授は「再生可能エネルギー由来の電力を利用し、低温での物質変換が可能になれば、化学の世界にパラダイムシフトをもたらすものになる」と話している。

https://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/200313_img1_w640.jpg

SciencePortal
https://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2020/03/20200313_01.html

2 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 05:25:10.63 ID:1CNgLcK7.net

上手く行けばＦＣＶの世界になるかもな。

3 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 05:40:21.77 ID:jPLZDPqc.net

確かに冬の寒い日の小便はよく臭う

4 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 05:43:36.23 ID:hzKk01+h.net

>>1

まぁ
東工大の研究の方が先だけどなぁ！

5 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 05:46:00.02 ID:jBfa0doP.net

オボ騙る

6 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 05:53:56.23 ID:0AyKue6C.net

いや、恐らく、「アレニウスの法則」は正しい。
恐らく、この温度帯では、アンモニアが窒素に乖離する逆（拮抗）反応が、
「アレニウスの法則」に従って、高温ほど強く進んでいるのではないか？

【エネルギー】導電性高分子、半導体と金属の境で熱電変換性能が最大に フレキシブルなIoT電源に道
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1582761785/

半導体と金属の境で熱電変換性能が最大になるのは、半導体状態では高温ほど熱電変換性能が上がるのだが、
金属化すると、漏れ電流が、それ以上に増大するからだろう。

同様な現象としては、太陽電池が低温ほど、光電変換性能が大きくなるのも同様な理由だろう。

7 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 05:56:49.89 ID:0AyKue6C.net

植物などが太陽光エネルギーから光合成を行うのも、
そういった共鳴現象によるエネルギー取り出しのような現象ではないか？

8 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 06:43:24 ID:RZ80ngke.net

そうすると木星では盛んにアンモニアの化学反応が行われていて、それを基に大量の様々な有機物が生成されている可能性が高くなるな。

9 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 07:23:52 ID:nZNP3WMX.net

窒素は最外殻電子が５だからね

10 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 07:46:52 ID:bMxQ8HBt.net

くだらん
律速段階が発熱なだけじゃん
バカじゃないのかw

11 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 08:12:26.67 ID:A05C+/p6.net

＞低温ほどアンモニアの合成反応が速く進む

高校の化学でも習うやん。発熱反応だから当然。

12 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 08:20:05.25 ID:44OyL8Un.net

これは世界に革命がおこる発見。
１０年で世界がガラッと変わるよ

13 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 08:36:36.69 ID:gdQypSZG.net

タイタンにもタコみたいの泳いでるかもな

14 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 08:38:51.45 ID:U6+jWZIv.net

アレニウスの法則が右肩上がりじゃなくて揺らぎがあるのは新発見だけど
有ってもローカルマキシマムだからさらに高温に行けばもっと速く進む
但しローカルマキシマムのピーク高さによっては工業化の可能性もある

15 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 13:24:12.40 ID:R9t69NE1.net

常温核融合は不純物が起こした何らかの化学反応だったのではないか？

16 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 14:27:53.83 ID:/ZWDsrZs.net

ほうほう、高校の科学でも習うようなくだらん研究が学術誌に載るっていうのか

17 ：増健：2020/03/17(火) 19:34:27.88 ID:4qHES5em.net

ハーバーボッシュ法とは何だったのか

18 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 20:17:25.43 ID:YlVW/YFQ.net

>>6
単純にそんな感じだろうね

19 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 20:38:35.79 ID:t5Ecc3jk.net

反応速度やエネルギー効率の数字が出てない、
他の化合物を探す、
ってことは、いまのところ産業化は非現実的なのであろう

20 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 21:00:36.06 ID:CpY8iqri.net

>>11
ルシャトリエの原理と反応速度の問題をごっちゃにしてるだろ
高温になるほど活性障壁を超える分子の割合が高まるんだから
正反応・逆反応共に速くなるのが普通だぞ
ちゃんと高校化学勉強したのか？

21 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 21:49:08.40 ID:Pv2RHCmP.net

ただの半導体の性質じゃないのか

22 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/17(火) 22:04:18.09 ID:QGHBhIpl.net

>>21
確かに　
電荷移動律速になってて、触媒の電流の温度依存性を見てるだけなんじゃね、これ

23 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 03:06:15 ID:ZiuiIeKj.net

2010/12/26
【化学】アンモニアを合成する新手法を開発　モリブデン化合物を触媒に常温常圧で効率よく＝東大
http:
//toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1291620835/
2012/10/17
【化学】窒素と水からアンモニア−脱化石燃料の合成に道　東京農工大
http:
//anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1350481087/
10/23
【化学】窒素と水からアンモニアを製造する手法　省エネルギーを実現した新たな触媒が開発される／東工大
http:
//anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1350937307/
12/6
【化学】東大と九大、安価な鉄錯体による常温常圧でのアンモニア等価体の合成に成功
http:
//anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1354785536/
2015/04/07
【無機化学】東工大、新しいアンモニア合成法のメカニズムを解明　合成の省エネ化に期待(c)2ch.net
https:
//anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1428333860/
12/7
【触媒科学】電気抵抗の変化により触媒活性が劇的に向上　アンモニアの省エネ合成に有力な手がかり [無断転載禁止]©2ch.net
https:
//potato.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1449480286/

24 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 03:18:20 ID:3pfBe1sH.net

2019/12/19
【量子物理学】不思議な量子効果によって真空でも熱が伝わることが判明[12/17]
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1576721911/214,215,224,225

25 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 03:18:54 ID:3pfBe1sH.net

2019/01/12
【ひみつ情報】医薬品合成に新手法 北大が開発　｢アルケン｣使用で省力化低コスト化など期待
https:
//asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1547275078/
1/14
医薬品合成に新手法 北海道大学が開発[01/11]
https:
//egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1547445555/

11/2
【アミノ酸】九州大、電気と水を用いた高効率なアミノ酸7種類の連続的合成に成功　うち4種類は世界初の成功例
https://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1572646606/59

11/5
武田など、薬の生産に革新 工程ひと続きに
https:
//www.nikkei.com/article/DGXMZO51780800U9A101C1TJC000
https:
//www.nikkei.com/article/DGKKZO51780800U9A101C1TJC000/
パイプに原料投入→完成 各社、新薬発売まで短く

12/27
粉末状のセラミックスという物質を２つの異なる有機物に加えてこれらを擂り潰す事で別の有機物を作り出すことに成功　画期的だ、と外人
https:
//asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1577402332/
2020/01/06
【テクノロジー】圧電材料使い有機合成[01/02]
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1578281693/14-16

26 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 03:31:06 ID:jVcSJ6QH.net

リカチョン

終了阿曽湖だがアンモニアだけは毎日豊富に産出

27 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 03:34:12 ID:9S3//ieC.net

アンモニア燃焼エンジンの実用化に近づいたな

28 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 03:37:51 ID:0KTkLsSg.net

化け学って理学において一番地味というか人気ないよね
地学といい勝負

29 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 03:51:28 ID:FrAqFJod.net

アンモニア関連だと、最近、日本では画期的な技術が多数発明されていて
味の素だとこれで工場だけでアンモニア合成出来るようになりつつある

30 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/18(水) 10:19:22 ID:6OvsKaXW.net

低温で化学反応が速く進む手法を世界で初めて発見
https://www.waseda.jp/top/news/68615

31 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/19(木) 06:01:44 ID:hUxx9+aY.net

>>29
日本語でOK

32 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/21(土) 03:54:06.45 ID:l+F4fhO+.net

>>1
下水処理上が燃料電池発電エネルギー源!!

33 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/21(土) 04:24:58.66 ID:p6r8N0oh.net

単相反応じゃなくて固体への吸着に律速があるならそれほど不思議な事ではないな
工業的に有意義な反応の中で実例を見つけた事には価値があると思うが

34 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/25(水) 02:31:44 ID:hpfw48cA.net

俺のおしっこで化学がヤバい

35 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/26(木) 22:46:44.11 ID:qblDR1RQ.net

杰*【錬ガス術】室温で二酸化炭素をメタンに 触媒開発！　※ドイツ企業が開発中のやつは400℃必要
http://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1585180070/

36 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/26(木) 23:10:27.81 ID:RZppmZEd.net

寒いと小便したくなるもんな

37 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/29(日) 06:03:57.46 ID:rIeS76eU.net

どうせ日本が製品化できるのはドメストとかサンポールの新型くらいだろう

38 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/30(月) 00:20:19 ID:mj8x7esf.net

いつかアンモニアで飛行機飛べればいいけどね

39 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/30(月) 00:30:51.05 ID:JXWPxmiQ.net

>>38
くさそうだな…

40 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/30(月) 00:42:04.49 ID:7zKNDfN8.net

アレニウスもびっくり！

41 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/03/30(月) 00:42:04.89 ID:7zKNDfN8.net

アレニウスもびっくり！

42 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2020/04/27(月) 14:32:21 ID:0GJjxKhX.net

液体窒素と液体水素を混ぜて直にアンモニアを作れないかなぁ？