お勉強の成果発表会。「水素とアンモニア」
大マジメです。本気で読んでください。
近未来の燃料として水素が注目されています。燃やしても二酸化炭素が出ないからです。
しかし水素は液体になりにくいため、多量の運搬・貯蔵が難しいという欠点があります。
そこで水素をたくさん取り出せる「アンモニア」の利用が研究されています。
アンモニアを利用する利点として、
① 化石燃料は二酸化炭素が出ますが、アンモニアからは出ません。
② 簡単に液体になり、体積をとても小さくできるので運搬・貯蔵に有利です。
③ アンモニアは化石燃料から作られてきましたが、最近では廃プラから製造している日本のメーカーがあります。
④ アンモニアをつくる時に二酸化炭素もできますが、その二酸化炭素からアルコールを作ることができます。工場でこのアルコールを燃料にすると、出てきた二酸化炭素を再びアルコールにでき、環境に影響しません。
こうして注目されているアンモニア。実は日本では多くは作られていません。
日本で作るとたくさんのお金がかかるので、海外から安いアンモニアを輸入しているのです。
でも将来、水素が世界中で多量に使われる様になったら、また日本でたくさん作る様になるかも知れません。
アンモニアって、臭いだけではないのです。
分かっていただけたでしょうか?
20 件のコメント
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>> parlng さん
はい。現在は化石燃料が主流です。化石燃料と水です。
コメントありがとうございます。
私も近い未来のことを知っておいた方が良いと思いました。
一点だけ、細かいことを。
>アンモニアをつくる時に二酸化炭素もできますが、その二酸化炭素からアルコールを作ることができます。工場でこのアルコールを燃料にすると、出てきた二酸化炭素を再びアルコールにでき、環境に影響しません。
最初のステップ、アンモニアから排出された二酸化炭素からアルコールを作る際には外部から多量のエネルギーを供給する必要ああります。現時点はここが化石燃料依存なので、環境に優しくありません。アルコールを燃料にしてアルコールを作るみたいな錬金術は存在しない。
この最初のステップを太陽光などに置き換えることができれば良いのですが、現時点ではそこまで至っていない。結局の所、自然エネルギー利用技術の開発がネックになるのですよね。
>数が少ない/時間がかかる場合が多いので、
多いので、そこを応援したい!と書きたかった。
勉強が足りなかった。(v v)
ディーゼル車対策の際には DPF(Diesel Paticulate Filter)とかで対策しましたけど、NOxは三元触媒でも取り切れない物が出ていくので、それをどれだけ削れるか?、に掛かっています。
尿素 SCRシステムである程度は抑えられるとはいえ尿素水(商標名では AdBlue)の管理など、課題は色々とありますので技術開発が進む事を望みたいです。
※現状の自動車用尿素SCRシステムは燃料側の
燃焼温度が変わってくるとシステム流用が難しくなる、
と聞いたことはあります。
なるほど。勉強になります。
たぶんアンモニアは燃やすのではなく、分解して水素を取り出すのだと思います。
実はどうすれば分解できるのかよく知りません。
たしか「鉄=Fe」が分解を促進する触媒だったような気がします。
(あいまいでごめんなさい。)
水素の精製も結局はエネルギーが必要なぶん二酸化炭素排出は免れないんでしょ?
その辺も含めて考えていかないとダメってことでしょうか?
>> いいや見てない@眺めただけだ。 さん
今頃のコメントになってすみません。アルコールの製造に必要なエネルギーって、アンモニアの製造過程で出る熱エネルギーで賄えないのでしょうか?
発表会で質問するのが愚かですが。
>> るぴたん3世 さん
追伸です。アンモニアから取り出した水素は精製する必要がないと認識しております。
アンモニアを分解して出てくるのは、水素と窒素(空気中にある)なんです。
問題になるのは、分解していないアンモニアが混ざった場合でしょうか?
水を電気分解するには、とてもたくさんの電力が必要になるんです。
ファラデーの法則と言って、一定の電力から生み出せる水素の量は一定の量なんです。
ですから、水素火力発電所より、そのまま太陽光発電から電気を生み出す方が効率的だと思います。
エラそうにすみません。
>> fsm さん
先のコメント、どんくさい事に自分に返信してしまいました。本題ですが、太陽光発電等で得たエネルギーではなく、太陽の熱エネルギーをヒートポンプで得るというのはどうでしょう?
太陽光パネルは地上に届いていた太陽エネルギーが地上に届かなくなり、それはそれで地球の環境に影響する という話も聞きました。
>> いいや見てない@眺めただけだ。 さん
>太陽の熱エネルギーをヒートポンプで得る産業レベルまで持っていけたら、すごいですよね。
いずれは実現するんじゃないですかね?でも今の技術では可能なのかな?申し訳ないけど化学/工学の専門家ではないので、わかりません。
>太陽光パネルは地上に届いていた太陽エネルギーが地上に届かなくなり
それなりの影響はあるでしょう。でも現状の化石エネルギー消費による影響もとんでもないですから、どっちがマシか、って話ですよね。
世界のCO2排出量は、年間317億トン(2012年)。これを自然エネルギーに置き換えるのは大変そうです。
それに対して、植物が利用している太陽光エネルギーは、地球に届いた太陽エネルギーの0.02%ぐらいしか利用していないそうです。残りは全部物理的な現象に潰えている(熱、風、海流、などなど)。多量に太陽光利用したら局所的な気象に多少の影響があるかもしれませんが、割合的に温暖化よりはマシじゃないですかね?
>> いいや見てない@眺めただけだ。 さん
アンモニア合成と言ったらハーバー・ボッシュ法、という頭しか持ってなかったんですが、気になって調べたら、なんかすごい方法が発見されてるらしいですね。「フラスコの中で混ぜるだけ 画期的なアンモニア合成法」
https://www.jst.go.jp/seika/bt2020-04.html
ほんまかいな?って思うぐらい。これが実現できたらとんでもないお話。
マメ科植物の根粒菌などのニトロゲナーゼによるアンモニア合成は、多量のブドウ糖(たしか原料の窒素の10倍量ぐらい)を消費することによって実現してるので、ハーバー・ボッシュ法と比べると効率は良いですが、それでも多くのエネルギーを消費してます。それよりもはるかに効率良い方法があるなんて、信じられない。
でも事実なのでしょう。これが産業レベルにまで磨き上げられたら、ものすごいブレイクスルー。開発者の皆様の努力と頭の出来に感服です。
>> fsm さん
そういえば、ケミカルよりバイオケミカルが主流になるでしょうかね。30~40年もすると、「石油化学」というのは化石な工業になるらしいです。
アンモニアの情報、ありがとうございます。確かに水素は燃えると水になるので大気汚染はないと思いますが、大昔(大正時代)ドイツのツェッペリン飛行船が大爆発した例もあるので良く、考える必要があると思います。
でちらしてもアンモニアは臭いし、水素は危ないし、結局の所、電気自動車にかないですね
長距離の時は途中でバッテリーを詰め替えるしか❓ないのでは❓
>> タケシ28 さん
銅管です!