理系にゅーす

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燃料

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1: 2015/06/17(水) 18:19:06.04 ID:???.net
2015年6月17日ニュース「藻類が出すオイルを燃料に変換する新たな手法を発見」 | SciencePortal
http://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2015/06/20150617_01.html
藻類をガソリンやジェット燃料に変換、東北大学など研究チームが新手法 | レスポンス
http://response.jp/article/2015/06/17/253602.html

画像
http://img.response.jp/imgs/zoom/902979.jpg
http://img.response.jp/imgs/zoom/902978.jpg


藻類には、陸上の植物に比べてはるかに効率よく燃料を産出する株があることから、バイオ燃料に活かすための研究が進められてきた。この度、藻類がつくり出す炭化水素スクアレンを、ガソリンやジェット燃料に変換するための新手法が、東北大学大学院工学研究科の冨重圭一(とみしげ けいいち)教授、中川善直(なかがわ よしなお)准教授、筑波大学生命環境系の渡辺秀夫(わたなべ ひでお)研究員らのグループにより発見された。

新たな手法は、高分子構造を持つ炭化水素スクアレンを、触媒を用いて分解し、小さな分子構造の炭化水素を得るためのもので、触媒には、活性金属として独自の方法で分散したルテニウム微粒子を使う。この触媒を用いて、240℃、60気圧の水素でスクアラン(スクアレンの水素化物)を水素化分解すると、図のように、スクアラン分子中の分岐と分岐の中間位置が切断されて分岐炭化水素のみが得られた。

分岐炭化水素は、保存安定性、低凝固点、オクタン価(ノッキングを起こしにくい性質の値)などの点で、ガソリンやジェット燃料に望ましい成分だという。

続きはソースで

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引用元:
【エネルギー/触媒化学】藻類が出すオイルを、触媒を用いて分解し、ガソリンやジェット燃料に変換 東北大学など
藻類が出すオイルを、触媒を用いて分解し、ガソリンやジェット燃料に変換 東北大学などの続きを読む

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1: 2015/05/27(水) 21:20:20.47 ID:???.net
蓄電・発電機器:エタノール燃料から常温常圧で効率発電を実現、炭素の鎖を断ち切る触媒を開発 (1/2) - スマートジャパン
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1505/27/news041.html


http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1505/27/km_syokubai.jpg
図1:エタノール分子(左図)とメタノール分子(右図)の模式図。エタノール分子は炭素ー炭素結合を持つがメタノール分子は持たない ※出典:物質・材料研究機構
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1505/27/km_syokubai2.jpg
図2:TaPt3ナノ粒子の透過電子顕微鏡像。右図はナノ粒子内部で、タンタル原子と白金原子が秩序正しく並んでいることが分かる ※出典:物質・材料研究機構
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1505/27/km_syokubai3.jpg
図3:常温常圧の水溶液中でのエタノール酸化反応に対する触媒活性の比較 ※出典:物質・材料研究機構
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1505/27/km_syokubai5.jpg
図4:TaPt3ナノ粒子、Ptナノ粒子を触媒に利用したPEMFCの出力特性 ※出典:物質・材料研究機構
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1505/27/km_syokubai4.jpg
図5:表面敏感赤外分光法による触媒表面のCO振動(左図)とCO2振動(右図)の測定結果。赤円内部のピークがCOおよびCO2の発生した点。(a)と(c)がTaPt3ナノ粒子の結果 
※出典:物質・材料研究機構


物質・材料研究機構(以下、NIMS)研究員の阿部英樹氏は、ナノ材料科学環境拠点(以下、GREEN)研究員の野口秀典氏、東北大学 原子分子材料 科学高等研究機構の准教授藤田武志氏と共同で、常温常圧でエタノール燃料から効率よく電力を取り出せる触媒の開発に成功した。


 エタノール燃料は、サトウキビやトウモロコシなどバイオマスを発酵して生産できるため、新たなエネルギー源として注目を集めている(関連記事)。しかし、バイオエタノール燃料をディーゼルエンジンなどの内燃機関で燃焼させて電力を得るためには、数百度の高温で空気と燃料を反応させる過程があり、窒素酸化物(NOx)や一酸化炭素(CO)など有害排気ガスが発生する。よりクリーンなエネルギーを求める動きから、エタノールを用いたポリマー電解質膜燃料電池(PEMFC)の研究が進められた。

 PEMFCは、水素やメタノール、エタノールなどの燃料分子を電気化学的に酸化し、部紳士中の化学エネルギーを電力の形で取り出す仕組みだ。


酸化分解すると生物にとって無害な水(H2O)や
二酸化炭素(CO2)に変わるため、有害な排気ガスが発生しないという利点を備える。

 PEMFCでは現在、トヨタ自動車が2014年12月に製品化した燃料電池車「MIRAI」のように、水素を利用するものが大きな注目を集めている(関連記事)。一方で、工場などでよく利用され入手しやすいメタノールについても、燃料電池として活用につながる研究開発が進む(関連記事)。この一方で、エタノールPEMFCについては、開発が大きく遅れている状況だ。


課題だった「炭素ー炭素結合」 

 エタノールPEMFCの開発がなかなか進まなかった要因の1つとして挙げられるのが、エタノールが持つ「炭素(C)ー炭素(C)結合」を効率よく切断できる触媒がなかったためだ(図1)。 

 水素PEMFCやメタノールPEMFCでは、分子は基本的には水素(H)同士、もしくは、「水素ー酸素(O)」「炭素ー酸素」の結合となり、これらを切断する触媒としては、白金の超微粒子(Ptナノ粒子)や白金ルテニウム合金ナノ粒子(Pt-Ruナノ粒子)などが用いられている。しかし、エタノールは、これらの触媒を用いても酢酸(C2H4O2)やアセトアルデヒド(C2H4O)に酸化させる(エタノール部分酸化)ことは可能でも、炭素―炭素結合を切断して、CO2にまで酸化を進めることはできない。 

 Pt3Sn(プラチナスズ)合金ナノ粒子触媒についても、エタノール部分酸化を効率的に促進するため、出力電流はPtナノ粒子より高いものの、エタノール分子の炭素―炭素分子結合を切断する能力自体は、Ptナノ粒子よりも低い。 

続きはソースで

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引用元: 【エネルギー技術/触媒化学】エタノール燃料から常温常圧で効率発電を実現、炭素の鎖を断ち切る触媒を開発

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1: 2015/05/06(水) 08:17:37.55 ID:???.net
太陽超える1800万度に加熱 - 核融合研究で成功 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/05/06/005/

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http://news.mynavi.jp/news/2015/05/06/005/images/001l.jpg
 重水素を含む特殊なプラスチック球体に強力なレーザーを左右から照射、さらに「LFEX」のレーザーを手前から照射し約1800万度まで温度を上げた実験のイメージ図(光産業創成大学院大提供)


 太陽の中心温度を超える約1800万度という超高温に核融合燃料を加熱することに、光産業創成大学院大(浜松市)や大阪大、京都大など11機関のチームがレーザーを照射する方法で成功し、5日付の米物理学誌電子版に発表した。

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引用元: 【エネルギー技術】太陽超える1800万度に加熱 - 核融合研究で成功

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1: 2015/05/06(水) 00:16:04.16 ID:???*.net
 太陽の中心温度を超える約1800万度という超高温に核融合燃料を加熱することに、光産業創成大学院大(浜松市)や大阪大、京都大など11機関のチームがレーザーを照射する方法で成功し、5日付の米物理学誌電子版に発表した。

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 核融合は太陽内部で起きている反応で、熱や光の膨大なエネルギーを生み出す源。
地上で同じ現象を起こし、エネルギーを利用しようとする研究が世界で進んでいる。

 チームは「核融合を実用化するには、燃料点火に5千万度が必要とされ、今回の成果はその第一歩。
今後温度の引き上げを目指す」としている。

http://www.47news.jp/CN/201505/CN2015050501001609.html

引用元: 【科学】太陽超える1800万度に加熱 核融合研究で成功

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1: 2015/04/20(月) 20:42:09.06 ID:???*.net
http://img.response.jp/imgs/img_v/872353.jpg
ユーグレナは、米国カリフォルニア大学サンディエゴ校で、微細藻類ユーグレナ(和名:ミドリムシ)の遺伝子組み換え体「スーパーユーグレナ」などのバイオジェット燃料向け培養研究を開始したと発表した。

同社が海外でユーグレナの培養研究を行うのは初めて。培養研究は9月末まで実施する。

同校は世界有数の藻類研究機関で、世界で唯一、米国環境保護庁の許可のもと遺伝子組み換え藻類の屋外培養をした実績を持つ。今回、同校の持つノウハウや設備を活用して、バイオジェット燃料向けユーグレナの屋外培養に向けた研究を実施する。

同校のある米国カリフォルニア州は現在、同社がユーグレナを培養している沖縄県石垣島と同様、日射量が多いことに加え、年間を通して降雨日数が少ないため、安定して高い日射量を得ることができ、効率的な培養が見込まれる。

続きはソースで

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http://response.jp/article/2015/04/20/249394.html

引用元: 【科学】ミドリムシからジェット燃料…ユーグレナ社、米大学と共同培養研究へ

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1: 2015/04/10(金) 00:25:58.32 ID:???.net
掲載日:2015年4月9日
http://www.afpbb.com/articles/-/3044730

 ごみとして捨てられるトウモロコシの皮や茎の部分を利用して、安価な水素燃料を作る方法を発見したとの研究論文が、6日の査読学術誌の米科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences、PNAS)に掲載された。水素燃料は、化石燃料のように環境を汚染する心配がないとされている。

 米バージニア工科大学(Virginia Tech University)を中心とするチームによるこの研究は、無公害の燃料を生産する際の時間とコストを削減し、今後の水素動力車推進の動きを加速させることにつながる可能性がある。

 論文の共同執筆者で、同大の生体システム工学部のパーシバル・チャン(Percival Zhang)教授は「ローカルレベルで調達可能なバイオマス資源から、安価で環境にやさしい水素燃料を地方分散型で生産する──水素を基盤とする経済の実現に向けた最も重要な一歩をわれわれは示した」と研究の成果について語っている。

 研究は、バージニア工科大博士課程の元学生で同教授の下で学んだジョセフ・ローリン(Joseph Rollin)氏が主導した。2人は新興企業「セルフリー・バイオイノベーションズ(Cell-free Bioinnovations)」を共同で設立している。

 論文によると、新たに開発された製法は、キシロースという「最も豊富に存在する植物由来の五炭糖の単糖から、従来は理論上でのみ達成可能だった水素燃料の生産を目的とした」過去の研究に基づいているという。

続きはソースで

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(c)AFP

<画像>
米ウィスコンシン州のトウモロコシ畑(2008年7月30日撮影、資料写真)。(c)AFP/Karen BLEIER
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/5/4/1024x/img_5416357a2e5ae2346238ccad7ed98746242817.jpg

<参照>
Virginia Tech researchers' discovery in alternative energy production may be breakthrough for
hydrogen-fueled vehicles | Virginia Tech News | Virginia Tech
http://www.vtnews.vt.edu/articles/2015/04/040715-cals-hydrogen.html

High-yield hydrogen production from biomass by in vitro metabolic engineering
: Mixed sugars coutilization and kinetic modeling
http://www.pnas.org/content/early/2015/04/01/1417719112.abstract

引用元: 【エネルギー】トウモロコシの皮や茎から水素燃料、新製法開発 - バージニア工科大学

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