様々な形・大きさの穴で
他の分子を分解したり変質させる多孔性のナノ材料
ゼオライトは構成している原子を見ると身の回りにある石と変わりない材料ですが、ナノメートル(10-9メートル)サイズの大きさの空間を持っています。その空間の中に分子を閉じ込めたり、空間内で反応させて別の分子に変換したりといったことができます。
NiCiではゼオライトや類縁のものが持つこのような特性を活かしてNOxの無害化やNH3の回収に挑戦しています。
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私達の生活に欠かせない窒素は、窒素分子(N2)やアンモニア(NH3)として存在しています。例えば、空気の80%近くはN2です。またNH3を用いた肥料のおかげで多くの食糧が作られています。しかしながらこの窒素、人類の活動が原因で最近はバランスが崩れており、地球が受け入れられる限界(プラネタリーバウンダリー)に近づいていると言われています。ここで問題になっている窒素を含む物質には、捨てられるNH3の他、窒素酸化物(NOやN2O、NO2など、これらの総称としてNOxが使われる)が挙げられます。現在、環境負荷を低減し窒素のバランスを正常化する(窒素循環)ことが求められています。
自動車から排出されるNOxは触媒の力を借りて無害なN2に変換されています。しかしながらこの触媒は完璧ではなく、NH3などを追加で添加する必要があり、また作動する温度域が限られています。さらに、耐久性にも問題があり、安定性の改善が求められています。NH3を用いないNOx直接分解は夢の反応のひとつと呼ばれており、まさにムーンショット目標と言えます。また、NH3を追加で添加する場合でも、従来にはない超高性能触媒の開発により自動車の燃費向上効果も期待できます。
NH3は大量のエネルギーを投入して作られていますが、使用後、廃棄されたNH3は、またエネルギーを投入して無害化しています。薄く拡散してしまったNH3を回収し濃縮するための技術が開発されれば下水処理などにおける無駄を大きく省くことができます。
ゼオライトは構成している原子を見ると身の回りにある石と変わりない材料ですが、ナノメートル(10-9メートル)サイズの大きさの空間を持っています。その空間の中に分子を閉じ込めたり、空間内で反応させて別の分子に変換したりといったことができます。
NiCiではゼオライトや類縁のものが持つこのような特性を活かしてNOxの無害化やNH3の回収に挑戦しています。