〈動画〉切断しても元どおりゴムの新素材を理研などが開発

2019年03月10日

カテゴリ:
資源・材料

1: 2019/02/08(金) 00:03:01.83 ID:CAP_USER

■動画
新しいポリマーの空気中での切断と自己修復 https://youtu.be/sm4K_fm-GHA

傷つけたり、切断したりしても元に戻るゴムの新素材を、理化学研究所などのグループが開発しました。さまざまな環境下で使えるということで、自動車のタイヤや保護材、人工臓器からロケットまで幅広い分野で活用が期待できるということです。

このゴムの新素材は、理化学研究所の侯召民グループディレクターなどのグループが開発しました。

完全に切断しても切断面を軽く合わせるだけで数分後には元どおりにつながり、傷もほぼ消えるということです。
このゴム素材で袋をつくると、穴があいても自然に塞がると言うことです。

元に戻る仕組みは、「分子間相互作用」という分子と分子が互いに引き合う物理現象を利用しています。

続きはソースで

■関連リンク
新しい機能性ポリマーの開発に成功 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2019/20190207_2

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20190207/k10011807511000.html

引用元: ・【材料工学】〈動画〉切断しても元どおりゴムの新素材を理研などが開発［02/07］

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タグ：: #ゴム; #切断; #ポリマー; #空気; #修復; #素材; #分子; #相互; #作用; #触媒

【光触媒】世界最高効率で赤外光を化学エネルギーに変換することに成功京都大学

2019年03月05日

カテゴリ:
科学

1: 2019/02/04(月) 12:28:06.17 ID:CAP_USER

－赤外光エネルギーの利用に期待－

　坂本雅典化学研究所准教授、寺西利治同教授、廉孜超化学研究所・日本学術振興会特別研究員（PD）らの研究グループは、豊田工業大学、関西学院大学、立命館大学、国立研究開発法人物質・材料研究機構と共同で、赤外域に局在表面プラズモン共鳴（LSPR）を示すCu7S4（硫化銅）ナノ粒子と硫化カドミウムナノ粒子を連結させたヘテロ構造ナノ粒子を合成し、その水素生成光触媒活性を評価しました。

　本研究の結果、白金を担持した硫化銅／硫化カドミウムヘテロ構造ナノ粒子が、波長1100 ナノメートルでの外部量子効率3.8％という世界最高の効率で赤外光から水素を生成できる光触媒であることを発見しました。

続きはソースで

図：本研究で合成した硫化銅/硫化カドミウムヘテロ構造ナノ粒子のイメージ図と赤外応答光触媒活性
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/181218_2/01.jpg

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/181218_2.html

引用元: ・【光触媒】世界最高効率で赤外光を化学エネルギーに変換することに成功京都大学［02/04］

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タグ：: #光; #触媒; #赤外; #ナノ; #粒子; #水素; #生成; #波長; #エネルギー; #発生

【食糧問題】アンモニアを作り出すハーバー・ボッシュ法は21世紀の食料・エネルギー問題の救世主にもなるのか？

2019年01月31日

カテゴリ:
環境
科学

1: 2019/01/26(土) 14:08:13.96 ID:CAP_USER

ハーバー・ボッシュ法とは鉄を主体とした触媒上で水素と窒素を反応させ、アンモニアを生産する方法です。1906年に開発されたこの方法は、1世紀以上が経過した現在でも肥料生産をはじめとするさまざまな工業プロセスに使用されており、21世紀の課題である食料とエネルギーの問題についても、救世主となり得るとされています。

The future is green: the future is ammonia… | World Fertilizer
https://www.worldfertilizer.com/special-reports/28122018/the-future-is-green-the-future-is-ammonia/

ヨーロッパの肥料産業団体であるFertilizers Europeは、「Feeding Life 2030」という報告書の中で増加する世界の人口を養う食料を効率的に生産する問題と気候変動への取り組み、そしてエネルギーを生産および輸送する新しい方法について述べています。

小麦をはじめとする農作物を育てるためには、窒素分を含む肥料を十分に供給することが重要です。ハーバー・ボッシュ法は窒素化合物であるアンモニアを工業的に、大規模に生産することが可能であり、世界中の人口を養うために必要不可欠な技術となっています。Fertilizers Europeによると、窒素肥料によって生産された食料は世界人口のうち50％を養っているそうです。

2019年の時点で世界の人口はおよそ75億人ですが、国連の試算によると2030年には世界の人口は86億人にまで増加するとのこと。10年強でおよそ10億人もの人口が増えることになり、今日と比べて10億人もの飢えた人々が生まれるおそれがあるとされています。そのため、ハーバー・ボッシュ法による肥料生産は世界の人口を養うために必要不可欠です。

by Danilo Ugaddan

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2019/01/26/ammonia-panacea-food-and-energy/00_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20190126-ammonia-panacea-food-and-energy/

引用元: ・【食糧問題】アンモニアを作り出すハーバー・ボッシュ法は21世紀の食料・エネルギー問題の救世主にもなるのか？［01/26］

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タグ：: #ハーバー・ボッシュ法; #鉄; #触媒; #水素; #窒素; #アンモニア; #反応; #肥料; #食糧; #エネルギー

低濃度二酸化炭素だけを還元して資源化する新触媒を発見 - 東工大

2018年12月25日

カテゴリ:
資源・材料

1: 2018/12/13(木) 15:24:27.04 ID:CAP_USER

東京工業大学は、二酸化炭素(CO2)を捕集する機能を持つレニウム(Re)の錯体が、低濃度のCO2を還元できる電気化学触媒として機能することを発見したと発表した。

同成果は、同大学理学院化学系の熊谷啓特任助教、西川哲矢大学院生(当時)、石谷治教授らの研究グループによるもの。詳細は、英国王立化学会誌「Chemical Science」に掲載された。

昨今、化石資源を燃焼させる際に排出されるCO2を電気エネルギーで還元する反応について、国内外で精力的に研究が行われている。研究で用いられるのは純粋なCO2であることが多いのに対し、実際に火力発電所や工場などの排ガスに含まれるCO2は数%から十数%であることから、効率よくCO2だけを還元できる方法が求められていた。

同研究グループでは、ある種のレニウム錯体が、高いCO2捕集機能とCO2を電気化学的に還元する触媒機能を合わせ持っていることを見出したという。捕集されたCO2は炭酸エステルとして錯体に固定化され、この錯体を電気化学触媒とすることで、低濃度CO2でもそのままCOに還元できることが確認された。

続きはソースで

レニウム錯体によるCO2の捕集反応
https://news.mynavi.jp/article/20181213-739994/images/001.jpg

レニウム錯体がCO2を捕集し、高効率な電気化学反応でCOへ還元するメカニズム
https://news.mynavi.jp/article/20181213-739994/images/002.jpg

https://news.mynavi.jp/article/20181213-739994/

引用元: ・低濃度二酸化炭素だけを還元して資源化する新触媒を発見 - 東工大［12/13］

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タグ：: #二酸化炭素; #レニウム; #濃度; #還元; #電気; #化学; #触媒; #化石; #燃料; #ガス

航空機ジェット燃料を直接合成　富山大学開発の新たな「オンデマンド触媒」

2018年10月20日

カテゴリ:
科学

1: 2018/10/14(日) 21:49:12.62 ID:CAP_USER

富山大学大学院理工学研究部の椿範立教授と物質・材料研究機構、中国の厦門大学は共同で、Fischer-Tropsch（FT）合成を用いて、航空機ジェット燃料を直接合成することに成功した。

　FT合成は、合成ガス（一酸化炭素と水素の混合ガス）を用いて軽油あるいは軽質オレフィンを合成する触媒反応。合成ガスは、天然ガス、バイオマス、石炭、可燃性ゴミ、重質油等の広範な原料を熱分解して得られるため、工業的に極めて重要な製造法とされる。

　椿教授らは、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の事業（バイオマスエネルギー技術研究開発、2012年-2016年）において、FT合成によるバイオマスからのバイオジェット燃料製造に取り組んだ。しかし、厳しいジェット燃料基準をクリアするためには多段階の製造プロセスを経なければならず、出口製品コストの高さが課題。合成ガスに代わって二酸化炭素と水素を原料とするジェット燃料製造もFT合成と同じ触媒反応ルートで行われるが、そのステップは複雑だ。

続きはソースで

論文情報：【Nature Catalysis】“Integrated tunable synthesis of liquid fuels via Fischer–Tropsch technology
https://www.nature.com/articles/s41929-018-0144-z

https://pbs.twimg.com/media/DpX46zRU0AErNTs.jpg
https://univ-journal.jp/23097/

引用元: ・航空機ジェット燃料を直接合成　富山大学開発の新たな「オンデマンド触媒」［10/13］

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【光触媒】「人工光合成」実現を後押し、世界最高の水素変換効率12.5％を達成

2018年09月12日

カテゴリ:
科学
植物

1: 2018/09/04(火) 13:42:25.45 ID:CAP_USER

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）と人工光合成化学プロセス技術研究組合（ARPChem）は、東京大学とともに、太陽電池材料として知られるCIGSをベースとした光触媒で、非単結晶光触媒の中で水素生成エネルギー変換効率（光触媒の水素生成能力を表す性能指数）12.5％を達成したと発表した。

　NEDOは、環境に優しいモノづくりを実現するために、太陽光のエネルギーで水から生成した水素と、工場などから排出されるCO2を合成して、プラスチック原料などの基幹化学品（C2～C4オレフィン）製造プロセスを実現するための基盤技術開発に取り組んでいる。太陽光は光触媒を活用することでエネルギー源として有効に活用することが可能であり、そのため、光触媒のエネルギー変換効率の向上が重要な課題になる。

　今回、NEDOとARPChemは、東京大学とともに、太陽電池材料として知られるCu（In,Ga）Se2（略称CIGS）をベースに、太陽光のスペクトル強度がピークとなる可視光領域（波長400n～800nm）の光を吸収する光触媒材料を開発した。

　光触媒は、太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換する機能性材料。太陽光の強度のピークは主に可視光領域（400～800nm）にあるため、この波長域の光を吸収する光触媒ができれば、効率よく太陽光のエネルギーを利用できる。しかし、従来の光触媒は、吸収波長が主として紫外光領域（～400nm）に限られるものが多く、可視光から赤外光領域にかけての光を利用できるように、光触媒の吸収波長を長波長化することが課題の一つだった。

　このため、同プロジェクトでは従来よりも長波長の光を吸収する光触媒材料の一つとして、カルコゲナイド系材料（硫化物、セレン化物、テルル化物などの化合物）の開発を進めてきた。中でもCu（In1-x,Ga x）Se2（CIGS）は赤外領域までの太陽光（xの組成比により750～1230nmまで変化）を利用できるという特徴を持ち、既に太陽電池材料としてメートルスケールの製造技術が確立されている。

　このCIGSはp型半導体であり、その表面にn型半導体を成膜しpn接合を構成することで、光照射によりCIGS固体内で生成した電子と正孔を効率的に分離し、再結合を抑制させることで高い量子効率を得られることが知られていた。今回の研究ではこれらの知見を参考にした上で、二つの工夫により、CIGS中で光照射により生じた電子を用いて、水から高効率で水素を生成させることに成功した。

　工夫の一つは、新規組成のCIGSの開発にある。これにより、高負荷条件ではCIGSとn型半導体の間の障壁が原因で電子が注入されにくくなり、結果的に効率が顕著に低下してしまうという課題をクリアした。もう一つは、大電流密度で水分解反応を進行すると、液相側の電気抵抗をはじめとした効率低下要因が顕在化することを生かした点だ。電解液の成分などを最適化することにより、効率的に水素が得られるようになった。

続きはソースで

■CIGSをベースとした水素生成光触媒の外観（約5cm角）
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/rk_180903_nedo01.jpg
■最適組成の電解液中における、開発した水素生成光触媒の電流電位曲線（左）と水素生成エネルギー変換効率（右）
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/rk_180903_nedo02.jpg
■左は開発した水素生成光触媒と酸素生成光触媒を用いた2段型セル（タンデム配置）の模式図、右は2段型セルに疑似太陽光を照射した時の太陽光エネルギー変換効率
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/rk_180903_nedo03.jpg

http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/news023.html