オンサイトアンモニア供給システム

 オンサイトアンモニア供給システムとは、スペイン王国内務省資源開発局?国立化学研究所?が共同開発したシステムで、現在世界で使用されているハーバー・ボッシュ法によらない新たなアンモニア供給システムである。

概要

 現在、世界のアンモニア製造の多くはハーバー・ボッシュ法によって製造されている。しかし、これには大規模な工場と大きなコスト、莫大なエネルギーを必要とする。大規模な工場を必要とするということは、生産拠点を一箇所に絞るということであり、そこから各地に輸送する必要がある。この場合、即座に大量に窒素供給を行うことがコストが嵩む事業となってしまう。これに対し、日本の東京工科大学で開発されたC12A7エレクトライドにルテニウムを固定化させ、触媒として用いた新たなアンモニア合成法を本格的の工業化したのがこのシステムである。

製法

 C12A7そのものは単純なもので、酸化アルミニウムと酸化カルシウムの化合物であり、セメントの材料の一つである。これにチタン金属を加え高温加熱することで電子を付与しC12A7エレクトライドとなる。これは電気を通す導体で、これは絶縁体が導体となったことを示している。また、これは外部に対し電子を与えやすい形質を持つとされる。これにルテニウム触媒を固定化し、既存の方法では水素の被毒効果によって窒素解離が阻害されていたものを受けなくしたものがRu系C12A7エレクトライドである。
 このRu系C12A7エレクトライドに材料である水素と窒素を与えると、窒素分子の三重結合はすぐに解離され、水素と結合しアンモニアが合成される。これを10気圧化において行うことで、合成されたアンモニアは液化し効率よく回収が可能となる。この製法により、これまで高温高圧が必要だったアンモニア合成を、合成するだけなら常圧350℃程度で実現できる。

 

応用

 アンモニアは硫酸アンモニウムに加工されることで肥料として使用されることが多い。また、石膏や消化剤、保冷剤や冷却剤として多くの分野で使用される。これらの加工場、特に肥料の場合は別途での工場が必要となるが、ハーバー・ボッシュ法の大規模設備を大きく縮小し、これまで以上の生産を行うことが可能となる。
 この他、アンモニアはオストワルト法を使用した硝酸の製造に必要であり、硝酸は火薬の製造に必要不可欠な物質である。ハーバー・ボッシュ法は「平時は空気からパンを、戦時は空気から火薬を作る」と言われたが、このシステムはそれ以上の効果を以ってそれを実現することが可能なシステムでもある。

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