相転移現象を利用した水中のアンモニア除去技術開発

二酸化炭素の次に主要な環境問題を引き起こす物質は、窒素化合物と言われている。中でも、アンモニアは、環境下に放出され残存する主な窒素化合物であると同時に、日本では、カーボンフリー燃料としての利用も検討されており、30年以内に現在の年間消費量の30倍以上のアンモニアが利用されることになる。そのため、アンモニア漏洩時の対策や、環境下からアンモニアを回収し再利用することは重要となる。本研究は、環境下に残存するアンモニアを人体などに影響のない濃度まで除去し、アンモニアを再利用する技術の開発を目的としている。2022年度の研究実績としては、まず、あらかじめターゲットとしてあげていた相転移現象を起こすと思われる材料二種類に対して、水中における様々なカチオンの吸蔵特性を評価した。コロナの蔓延やウクライナの戦争などにより、世界的に半導体が不足したため、測定装置の入荷が遅れ、データの取得が遅れた経緯はあったものの、カチオンの種類などによって、カチオン平衡濃度が異なることを観測し、それぞれの平衡プラトー濃度及び構造相転移を観測した。また、カチオン及びアンモニアを混ぜた疑似排液においても、二種類の材料は、アンモニアを吸蔵し、アンモニア濃度は環境下よりも低い値を示すことを見出した。次に、先にあげた二種類の材料による、大気中からのアンモニアガス吸蔵測定を行った。これまでの一般的な手法では測定できなかったため、キャビティリングダウン分光分析装置を用いて、材料のアンモニアガス吸蔵・放出測定を行った。その結果、平衡プラトー圧力を有することを新たに見出し、その濃度は、臭いとして感知できる濃度よりも低い濃度であることがわかった。この時の構造相転移は水中の結果と同様に変化していた。以上より、今回ターゲットとしてあげた層状材料は、大気中からも水中からもアンモニアを回収する材料として有用であることを見出した。

二酸化炭素の次に主要な環境問題を引き起こす物質は、窒素化合物と言われている。中でも、アンモニアは、環境下に放出され残存する主な窒素化合物であると同時に、日本では、カーボンフリー燃料としての利用も検討されており、30年以内に現在の年間消費量の30倍以上のアンモニアが利用されることになる。そのため、アンモニア漏洩時の対策や、環境下からアンモニアを回収し再利用することは重要となる。本研究は、環境下に残存するアンモニアを人体などに影響のない濃度まで除去し、アンモニアを再利用する技術の開発を目的としている。2022年度の研究実績としては、まず、あらかじめターゲットとしてあげていた相転移現象を起こすと思われる材料二種類に対して、水中における様々なカチオンの吸蔵特性を評価した。コロナの蔓延やウクライナの戦争などにより、世界的に半導体が不足したため、測定装置の入荷が遅れ、データの取得が遅れた経緯はあったものの、カチオンの種類などによって、カチオン平衡濃度が異なることを観測し、それぞれの平衡プラトー濃度及び構造相転移を観測した。また、カチオン及びアンモニアを混ぜた疑似排液においても、二種類の材料は、アンモニアを吸蔵し、アンモニア濃度は環境下よりも低い値を示すことを見出した。次に、先にあげた二種類の材料による、大気中からのアンモニアガス吸蔵測定を行った。これまでの一般的な手法では測定できなかったため、キャビティリングダウン分光分析装置を用いて、材料のアンモニアガス吸蔵・放出測定を行った。その結果、平衡プラトー圧力を有することを新たに見出し、その濃度は、臭いとして感知できる濃度よりも低い濃度であることがわかった。この時の構造相転移は水中の結果と同様に変化していた。以上より、今回ターゲットとしてあげた層状材料は、大気中からも水中からもアンモニアを回収する材料として有用であることを見出した。