1: 2016/08/03(水) 12:21:04.00 ID:CAP_USER
【プレスリリース】安価な鉄錯体を用いて温和な条件下で窒素ガスの触媒的還元に成功! -窒素ガスから触媒的なアンモニアおよびヒドラジン合成を実現- - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/48481
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1. 発表者:

東京大学
栗山 翔吾(東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻 大学院生)
荒芝 和也(東京大学大学院工学系研究科システム創成学専攻 特任研究員)
中島 一成(東京大学大学院工学系研究科総合研究機構 助教)
石井 和之(東京大学生産技術研究所 教授)
西林 仁昭(東京大学大学院工学系研究科システム創成学専攻 教授)

九州大学
松尾 裕樹(九州大学先導物質研究所 大学院生)
田中 宏昌(九州大学先導物質研究所 特任准教授)
吉澤 一成(九州大学先導物質研究所 教授)


2.発表のポイント:

•窒素ガスを触媒的に還元する鉄窒素錯体を分子設計し、その合成に成功した。
•新規に合成した鉄錯体を用いて、温和な反応条件下で、還元剤およびプロトン酸を利用することで窒素ガスから触媒的にアンモニアおよびヒドラジンを生成した。
•本成果は従来の高温高圧の極めて厳しい反応条件を要するアンモニア合成法(ハーバー・ボッシュ法)の代替と成り得るため、大幅なコスト削減の達成が期待でき、次世代の窒素固定触媒の開発の指針となる重要な知見である。


3.発表概要:

 窒素 (N) は核酸やアミノ酸、タンパク質に含まれ、生命を構成する上で必須の元素である。窒素は大気中に窒素ガス (N2) として豊富に存在しているが、不活性ガスとよばれるほど反応性に乏しく、人間が直接窒素源として利用することはできない。したがって生命活動を維持する上で、窒素ガスを還元して利用可能なアンモニア(注1)を合成する反応の開発は非常に重要である。今回、東京大学大学院工学系研究科の西林仁昭教授らの研究グループと九州大学先導物質研究所の吉澤一成教授らの研究グループは、窒素分子が配位した鉄窒素錯体(注2)を新規に分子設計・合成し、それを触媒として用いて常圧の窒素ガスを直接アンモニアへと変換することに成功した。さらに反応条件によって窒素ガスから選択的にヒドラジン(注3)が生成するというこれまでに例がない触媒反応をみいだした(図1)。

 本研究の成果は、現法のハーバー・ボッシュ法(注4)に代わり得る次世代型の窒素固定法であり、今後の窒素固定触媒開発の指針となると期待される。

 本研究成果は、2016 年の 7 月 20 日の「Nature Communications(ネイチャー・コミュニケーションズ)」のオンライン速報版で公開されます。

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引用元: 【触媒科学】安価な鉄錯体を用いて温和な条件下で窒素ガスの触媒的還元に成功! [無断転載禁止]©2ch.net

2: 2016/08/03(水) 12:27:43.09 ID:pAq+ytb6
トイレの臭いが無くなるの?

3: 2016/08/03(水) 12:33:22.51 ID:dsRVaKtD
これはすごい
大気汚染を浄化してエネルギーと資源を得られる

4: 2016/08/03(水) 12:34:39.10 ID:EdItCVwi
>選択的にヒドラジン

カリアゲが喜びそうだなwww

5: 2016/08/03(水) 12:48:25.67 ID:9kZTARAk
ロケット産業に朗報だな

6: 2016/08/03(水) 12:51:06.17 ID:CoOI5NBO
これは世紀の発明だよ!

7: 2016/08/03(水) 12:53:11.69 ID:zyW3n4eT
食糧問題解決するね

8: 2016/08/03(水) 13:08:31.04 ID:0vgk1GBk
   
バカでも分かるように説明してくれ
   

10: 2016/08/03(水) 13:23:52.74 ID:h1a41sNs
>>8
タンパク質や核酸には窒素が含まれているが、ここに空気中の窒素を使うことができない。
生物でも土の中で酸素濃度が少ない状態で窒素を取り込む、ごく限られた細菌だけが
空気中の窒素を栄養として使うことができる。
だから空気中の窒素を栄養源として使うこと(窒素固定)は、植物が生育して食料問題を解決したり、
温暖化を防止する上でめちゃくちゃ意味がある。

工業的にはバーバーボッシュ法というのがあって、今や生物が固定する窒素に匹敵する量を固定している。
高温高圧の条件が必要だけど、古い手法だけあって原理は単純で安価。
それに対して、高温高圧条件を必要としない方法が開発されているんだけど、いかんせん高価。
ついでに胡散臭いw

9: 2016/08/03(水) 13:13:07.51 ID:h1a41sNs
また姉通かよ。
話半分で読むべき内容。

大体において「還元剤」ってなんなんだよ。
窒素固定はエントロピー支配だから、低温でやるんだったらよっぽどエンタルピー的に有利な反応と
共役させる必要がある。そうしなきゃ自由エネルギー収支が合わない。

11: 2016/08/03(水) 13:39:52.80 ID:+4o/bOZ9
>>9
 生物は16ATPでNH3を合成している。
 -30.5kJ/mol x 16だよね。
 十分、低温で可能と思うが。
 

12: 2016/08/03(水) 15:11:37.36 ID:hP7odQ+/
隣の国がパクろうと施設やら研究費に大金使ったころに

ほんとはウソでした^^なんて話だと座布団10枚あげるんだけど・・・www

15: 2016/08/03(水) 16:01:04.49 ID:2obfIThf
あとは製造コストというか単位時間あたりの収量をどこまで増やせるかだな
ハーバー法は投入エネルギーこそ大きいが大規模化が比較的容易で
結果として安価かつ大量の窒素固定ができるようになった

16: 2016/08/03(水) 16:48:41.35 ID:UsMLJdUZ
すごい
永久機関完成

17: 2016/08/03(水) 17:06:11.74 ID:jJ3hO997
まさか「還元剤」が犠牲試薬なんてことはないんでせうね西林センセ。

18: 2016/08/03(水) 17:20:20.97 ID:Gr/EAkZ/
気体を液体状にできたところで、
資源としては微々たるものでしかないだろ・・・
効率が悪すぎる

20: 2016/08/03(水) 23:37:34.13 ID:M+NDQ7vP
北朝鮮がミサイル発射したタイミングで…

21: 2016/08/04(木) 06:34:07.61 ID:SpihOqGX
これ系の研究は、触媒の耐久性とコストの問題で日の目を見ることが無い

って印象

22: 2016/08/04(木) 13:20:38.50 ID:3NM0S1mK
>>21
研究がそもそも出来るのが科研費バカスカ下りる一部の国立大だけだしねえ

19: 2016/08/03(水) 18:25:57.25 ID:2obfIThf
還元剤が安価でかつ連続的に供給できるならいいけどねぇ