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可視光でアンモニア人工光合成に成功

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化学
引用元:サイエンスポータル


 (上略)半導体の光触媒として現在広く使われている酸化チタンは、太陽光の中に5%程度含まれる紫外線しか利用できない弱点がある。北大の三澤弘明教授らは、光と金属表面の自由電子の集団運動が共鳴するプラズモン共鳴現象が起きる金微粒子に着目して、化学反応の触媒としての活用を研究してきた。

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 酸化物半導体のチタン酸ストロンチウムの単結晶基板上に、光を捉えるアンテナ構造として髪の毛の太さの1000分の1程度のサイズの金のナノ微粒子(平均粒径50nm 程度)を高密度に配置し、その背面に窒素をアンモニアへ変換する助触媒としてルテニウムの微粒子を配置した電極を作った。金ナノ微粒子側(陽極)がアルカリ性水溶液の酸化槽に、ルテニウム側(負極)が酸性窒素ガスを封入した還元槽に接するようにして可視光を照射すると、アンモニアが合成(下略)2 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 03:03:29.80 ID:f4aXkSMY
結局水素を作るネタか?

6 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 05:55:10.03 ID:+pkr3PuF
>>2
アンモニア(NH3)を直接エネルギーとして使えるよ。
安く大量に作れれば、だけどね。



3 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 04:08:49.04 ID:Vu/eZraJ
おおー、これはすごい発見ですね。



10 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 09:22:18.81 ID:UXuDhIJ/
人工光合成=羊頭狗肉

16 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 11:34:45.03 ID:nsNGFh/n
>>10
植物経由でエタノールを作るより、太陽光から直接エタノールを作る方が実効的な効率が高い。



11 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 09:35:51.06 ID:2++5Y4zF
600nmか、普通に凄いな。



14 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 10:34:48.41 ID:a5fxeRfd
すげえ錬金術だ!
空気から爆薬つくった時のような衝撃。



15 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 10:43:53.65 ID:JiX40/km
なお実用化には・・・



17 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 12:12:06.10 ID:EQBt5sqm
アンモニアは発ガン物質ですよ。

18 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 13:07:06.15 ID:DS52HOkP
>>17
そもそもガソリンの排気ガスが



19 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 13:18:09.27 ID:3gu0zXXG
この技術を日本だけが獲得・維持すれば日本は資源輸出国になれる。

20 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 14:53:35.57 ID:ZRO2PRIH
そう祈りたい物だが本当に物になるんだろうなこれ。
21 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 15:12:51.36 ID:IzZXuMOt
基礎研究段階だからそれはなんとも。
現段階じゃレアメタルもいっぱい使ってるしな。



22 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 16:03:05.46 ID:B3wAsITu
地球が富栄養化してしまうw
今までは光触媒で大気汚染物質を分解ってやってたけど
あれは窒素酸化物の分解というか還元だったが、還元を更に進められたって事になるか
痩せ地の岩山にこれを塗りたくっておけば、麓で窒素分だけは豊かになるのかねえ。
カリもリンも無いけど。



23 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 22:52:36.34 ID:3LL44UpJ
N2 + 8H+ + 8e- + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
窒素固定って言った方が分かりやすい。



26 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 23:43:23.83 ID:mkkPlYWA
ハーバーボッシュ法はノーベル賞受賞
それどころか工業史を変えるようなインパクトがあったんだよな。





27 :名無しのひみつ:2014/08/02(土) 23:50:22.10 ID:NzXsSVxV
プラズモンは、核変換まで関係しているみたいだ。



28 :名無しのひみつ:2014/08/03(日) 00:30:23.21 ID:nUvJm6b8
全く科学的なことがわからん自分に
誰かこれがどう凄いのか、またはそーでもないのか、わかりやすく教えてー

34 :名無しのひみつ:2014/08/03(日) 19:38:01.41 ID:5rh3MHcy
>>28
空から金が振ってくるようなもん。
36 :名無しのひみつ:2014/08/03(日) 23:08:22.96 ID:jKcowHCm
>>28
キューティーハニーの『空中元素固定装置』の窒素だけバージョン作ったった。
122e6a
キューティーハニーの最終回どうなったんですか?



29 :名無しのひみつ:2014/08/03(日) 01:14:37.29 ID:QrxWmXJs
むむ、この研究は匂うな。



31 :名無しのひみつ:2014/08/03(日) 03:42:45.81 ID:9LfRfEv8
コスト面で如何よ
小便よりも安く作れるかが?

38 :名無しのひみつ:2014/08/04(月) 18:03:21.41 ID:3Zp5zBmH
>>31
普通に考えてハーバーボッシュ法との比較でしょ



32 :名無しのひみつ:2014/08/03(日) 08:56:47.60 ID:SUSG7KjG
太陽電池の電力とハーバー・ボッシュ法で合成した方が、効率いいというオチだったりして。



35 :名無しのひみつ:2014/08/03(日) 20:45:08.45 ID:pZOicqGJ
小便を分解して作った方が簡単だろうけど、今回のは空気中の窒素からアンモニアを合成するって話。
これが難しいんだよな。



39 :名無しのひみつ:2014/08/04(月) 18:26:53.61 ID:++5vhKUO
酸性窒素ガスってなんだ?

40 :名無しのひみつ:2014/08/04(月) 20:35:24.83 ID:pll5TVgS
酸性溶媒に窒素ガスを吹き込んだ的な?



41 :名無しのひみつ:2014/08/04(月) 21:08:52.09 ID:7iKpEtJG
空気中の窒素固定はマメ科根粒菌と生物で習った記憶がある。
東大で研究してたような気がするが。

46 :名無しのひみつ:2014/08/05(火) 12:24:42.22 ID:0WT/VJ65
>>41
根粒菌が起こしている化学反応を、何とかリアルタイムで観察できないものかな。



42 :名無しのひみつ:2014/08/05(火) 09:38:50.10 ID:zo0ufmcf
アンモニアは内燃機関の燃料に出来る。

43 :名無しのひみつ:2014/08/05(火) 09:43:03.46 ID:zo0ufmcf
ああそうか「燃料に出来るからどうした?」とか言われそうだな。

4NH3 + 3O2 => 2N2 + 6H2O

一見窒素酸化物ができそうだけど上手く燃焼させれば出来ず、しかもCO2が発生しない。



44 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/08/05(火) 10:00:03.98 ID:m9R3Gauu
水素より貯蔵しやすい作りすぎても肥料にすればいい。
パーフェクトではないか。



45 :名無しのひみつ:2014/08/05(火) 10:07:03.29 ID:UqxB/WL7
冷却設備の冷媒にも出来るねw


BUZZったイチオシ記事!!!!!(*゚∀゚)ゞ

    この記事へのコメント

    名無し隊員さん
    2014年08月05日 20:38
    普通は訓読みより音読みの方が専門的でかっこいい響きがある
    牧場を「まきば」「ぼくじょう」みたいに。
    しかし光合成は「こうごうせい」と読むより「ひかりごうせい」の方がハイテクに聞こえる不思議。
    名無し隊員さん
    2014年08月05日 20:40
    要は光触媒だろ。
    光触媒を使って、可視光エネルギーでのアンモニアの合成に成功したと言うこと。
    光触媒じたいは、昔から、ある。

    もちろん、今回の発見が、新発見であるということには変わりない。
    光触媒は、技術的には良く知られているので、すぐに海外に追試されて追いつかれるだろう。

    プラズモンというと難しそうだが、要はナノ規模の微小粒子の周囲での、電磁波やら電場・磁場などの物理現象の振る舞いのことだ。
    名無し隊員さん
    2014年08月05日 21:31
    触媒高いの(´・ω・`)
    名無し隊員さん
    2014年08月05日 21:47
    これを使った汚れない壁とかできるんかねー
    名無し隊員さん
    2014年08月05日 22:52
    ウチクダケー
    名無し隊員さん
    2014年08月05日 23:01
    窒素なんかいいからリン作れよ
    名無し隊員さん
    2014年08月05日 23:03
    アンモニアなら燃料になるな
    というか気をつけないと危険やが
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 00:33
    安価な代替素材で実用化できればノーベル賞やな
    STAP西條
    2014年08月06日 00:57
    ナノ銀の導体ペースト表面に鮮やかな色が見える現象がプラズモン共鳴だと知ってはいたが、実用上は何の役にも立たない純科学かと思ってた。役に立つ用途もあったんだね…
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 02:15
    アンモニアとニトロで、馬力上がらんかな?
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 04:52
    水素関連株どうすんだよ
    2014年08月06日 04:55
    ハゲの治療にどう役立つのか関連性が今ひとつ見えて来ないですな
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 09:28
    また髪の話してる(AA略
    2014年08月06日 10:06
    燃料にするのは良いが臭そう
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 12:30
    やだ、このスレ アンモニア臭がする・・・
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 12:40
    俺のオシッコが光り輝く日が来たのかと期待したのに
    バカ
    2014年08月06日 14:55
    この研究は、予め「窒素酸化物」が必要である事が最大の欠点。
    純粋な窒素酸化物は安くはないのだ。
    窒素酸化物は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるけれど、窒素酸化物を原料として大量に確保するために、ディーゼルエンジンの空吹かしをするような無駄をするわけにはいかない。
    それに、必要もない不純物が大量に一緒に発生する。
    不純物は、目的の化学反応を殺す「毒」として作用する事がある。
    そこで、比較的純粋な「窒素酸化物」を安価に手に入れる必要がある。
    純粋な窒素酸化物を合成する方法は、アンモニアを酸化する「オストワルト法」だ。
    しかし、この方法は、目的物質であるアンモニアからオストワルト法で窒素酸化物を作って、そしてここで紹介された方法で、窒素酸化物からアンモニアに戻すのだから、反応が堂々巡りになっていて、意味がない。
    それに純粋な窒素酸化物は、アンモニアを原料にして合成されているのだから、アンモニアに比べると、値段が高い。
    何故なら、アンモニアを酸化して窒素酸化物を得ているから、原料のアンモニアの価格以上に、窒素酸化物の値段が高くなるのは当たり前なのだ。
    この値段が高い窒素酸化物を原料にして、アンモニアを合成したら、二次的に生成物として得られるアンモニアは、最初の一次的な反応(オストワルト法)の段階における原料としてのアンモニアの価格よりも、もっと高くなる。
    そもそも窒素酸化物を原料にしたアンモニア合成法は、実験室レベルの、目新しい、「遊び」レベルの化学反応の発見に過ぎない。
    工業的に価値がない。
    安価で自然界に大量にある単体の窒素(N2)を原料にして、アンモニア(NH3)を合成する安価で早い方法を発見せよ。
     単体窒素からアンモニアを安価に早く合成する方法で、ハーバー・ボッシュ法に替わる方法を見つけてこそ、工業界にインパクトを与える事が可能なのだ。
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 19:10
    どっかに、光合成は筋の悪い発想と書いてあったぞ。
    金とか他にもいろいろ高そうな物質を使っていて実用化は先みたい。

    植物の光合成の効率は5%と言われている、
    20%の太陽電池は実用レベルで既に植物を超えているんだね、
    今調べて、びっくりしています。
    名無し隊員さん
    2014年08月06日 20:17
    まあまだ実験室レベルだしそうカッカすんな
    別の応用法だってあるだろうし
    投入する窒素酸化物の前駆アンモニアより多くアンモニアが出来る可能性だってあるだろ
    ガオガモン名無し隊員さんドルルモン
    2017年02月10日 03:51
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