よりクリーンな方法で、水から水素を取り出すことはできないだろうか。



naturalnews.comより

水を分解して再生可能な水素エネルギーを生み出すことは、一見すると良いことのように思えるが、そのためには化石燃料のような「汚れたエネルギー」を大量に必要とすることになる。デラウェア大学とコロンビア大学の研究者たちは、米国化学会誌「ACS Catalysis」に掲載された研究で、水からより環境に優しい水素を製造するプロセスを確立しました。主任研究員のFeng Jiaoが特許を取得したこのプロセスは、電気と銅とチタンの触媒を使って、よりクリーンで持続可能なエネルギー源を作り出すものです。

水素エネルギーの可能性を測る

水素エネルギーは、「未来の燃料」であると同時に、化石燃料の大量消費を助長するものでもあります。

推進派にとっては、汚染物質として知られ、すべての先進国の災いの種となっている化石燃料に代わるエネルギーとして、ますます人気が高まっている。周期表の中で最も軽い元素である水素は、大量のエネルギーを供給したり貯蔵したりすることができるエネルギーキャリアである。現在、水素はビルや自動車に搭載されている燃料電池や、電気・熱・動力源として利用されています。

特に2020年のオリンピックでは、このエネルギーの活用が期待されています。オリンピックの聖火は水素を燃料としており、東京オリンピック・パラリンピックの選手村でも水素を動力源としています。また、ドイツのように、水素エネルギーの商業利用を検討し始めている国もあります。世界初の水素鉄道として注目されているCoradia iLintは、すでにテスト段階にあり、プロトタイプがドイツ北西部で商業運転されています。

しかし、このような有望な用途がある一方で、環境への負担が大きいという批判もあります。また、効率が悪く、実用的ではないとも言われています。物理学者で作家のジョセフ・ロンムは、CNETのインタビューで、燃料電池車が約1,000マイル走行するのに十分な水素を製造するためには、約1メガワット時の電力が必要だと指摘しています。同じ距離を走るのに、ガソリン車の4分の1以下の電力しか必要としないことを考えると、膨大なエネルギーを必要とします。また、水素ガスを製造するためには、天然ガスを使用し、高熱を加える必要があり、環境にも悪影響を及ぼします。(関連記事 自動車の燃費を20%向上させ、排出ガスを80%削減する画期的なアドオン型水素デバイス)

より安く、よりクリーンに、よりグリーンに

UD触媒科学技術センターのアソシエイトディレクターであるジャオは、電気を使って水を水素ガスと酸素分子に分解するアイデアは、二酸化炭素を酸素に変える効率的なシステムを開発することから始まったと言います。NASAと全米科学財団の支援を受けたこのプロジェクトは、宇宙での利用が期待されていましたが、反応のためのより良い触媒が必要でした。

研究者たちはさまざまな金属を調べ、それぞれをテストした結果、銅とチタンの合金が、水を水素ガスと酸素に分解することができる数少ない非貴金属の触媒であることを突き止めた。この発見が画期的だった理由は2つある。それは、(1)安価であること、(2)銀やプラチナのような他の金属に比べて豊富であること、である。

特に銅は、熱や電気の伝導性が高いことで知られている。特に銅は、熱や電気の伝導性が高いことで知られていますが、水素を単独で製造するには適していませんでした。チタンを加えると、2つの金属が活性サイトを形成し、水素原子と新たに改良された触媒との間に強い相互作用が生じる。研究者たちは、この2つの金属が、白金のような高価な触媒と同じレベルの性能を発揮したと述べている。

「少しのチタンを加えただけで、銅触媒は銅だけの場合の約100倍の性能を発揮するのです」とJiaoは説明する。

最初のテストでは、銅とチタンの合金は現在使用されている触媒よりも優れており、水から水素をより高度な白金触媒に比べて2倍の速度で抽出することができました。また、従来の化学プロセスの最終段階である、炭素が最も酸化された状態である二酸化炭素からもエネルギーを得ることができます。

このプロジェクトはまだ実験室の段階ですが、Jiaoと彼のチームは、今後の開発で商業利用が可能になると期待しています。さらにチームは、性能とコストのバランスをとるために、さらに多くの金属の組み合わせを検討している。

「技術があれば、材料の供給や製造に関わる仕事が生まれ、製品ができれば、それを商品化して輸出することができます」。

https://www.naturalnews.com/2019-07-16-a-cleaner-way-to-extract-hydrogen-from-water.html
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