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化学反応

CO2からジェット燃料を生成する研究 実用化すれば航空機のCO2排出大幅削減にも可能性

1: すらいむ ★ 2021/01/05(火) 10:30:03.88 ID:CAP_USER

オックスフォード大、CO2からジェット燃料を生成。実用化すれば航空機のCO2排出大幅削減にも可能性

 英オックスフォード大学の研究者らがCO2排出削減方法の研究から二酸化炭素をジェット燃料に変える実験プロセスを考案しました。
 もし大規模にこのプロセス反応を用いる施設を作ることができれば、燃料を作るだけでなく、気候変動問題解決への大きな可能性があると研究者は述べています。

 われわれは普段使っている石油や天然ガスと言った化石燃料は、燃焼によってそのなかにある炭化水素(OH)からエネルギーを取り出し、水と二酸化炭素(CO2)を放出します。

 オックスフォード大学の研究によるOrganic Combustion Method(OCM)と称する方法では、クエン酸と水素を熱してそこに二酸化炭素を加え、鉄/マンガン/カリウムを触媒に反応させることで、ジェット燃料になる成分を生成することができたとのこと。

 もちろんこれは実験室で行われたの実験での話であり、生成できたのはわずか数グラムの液体燃料でした。
 しかし、研究者はこの反応が水素を水を使って燃料を作り出す反応よりも使用する電力量が少なく、低コストに実現できると主張しています。
 CO2を大量に排出する鉄鋼やセメント製造工場、石炭火力発電所に、この反応を利用する施設を併設すれば、排出ガス中のCO2からジェット燃料を”回収”できるようになるとしています。

(以下略、続きはソースでご確認下さい)

Engadget 日本版 2020年12月28日 16時0分
https://news.livedoor.com/article/detail/19454127/



引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1609810203/続きを読む

グーグルが「量子コンピュータ」による化学反応シミュレーションに世界初成功

1: かわる ★ 2020/09/02(水) 21:52:28.57 ID:I4oqB+tO9

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グーグルが開発した54量子ビットの量子コンピューター「Sycamore」は従来型コンピューターが1万年かかる計算を200秒で解いた/Credit:James Crawford


Googleの研究者たちによって、化学反応を量子コンピュータでシミュレートすることにはじめて成功しました。

シミュレートされた反応自体は非常に簡単なものですが、量子コンピュータのより汎用的な用途に向けた大きな第一歩です。

8月28日に「Science」に掲載された研究によると、使用されたのは「Sycamore(シカモア)」と呼ばれる54量子ビットを備えた量子コンピュータとのこと(量子ビットについてはこちらの記事も参考に)。

このSycamoreは2019年に従来型のコンピュータが1万年かかる計算を僅か200秒で解き、量子コンピュータの優位性(量子超越性)を実証したことでも有名です。

量子コンピュータの参戦により、化学シミュレーションの世界に激震が訪れようとしています。

これまで既存のコンピュータを用いて、多くの化学反応シミュレーションが行われました。

しかし化学反応に参加する原子や分子が増えるたびに計算は指数関数的に複雑になります。

そして悲しいことに、現在のコンピュータには、そのような爆発的な複雑さの上昇についていくことが厳しくなってきています。

一方、量子コンピュータにとって計算量の増加はそれほど苦にはなりません。

量子ビットを1つ増やすごとに処理能力が2倍になるため、適切なアルゴリズムを用いれば、計算能力もまた爆発的な増加が見込めるからです。

今回の研究で使われたSycamoreは54量子ビットを備えており、2の54乗個の演算を並列計算により同時に行うことが可能です。

今回の研究でシミュレーションの対象となったのは、ごく簡単な化合物で2つの窒素原子と2つの水素原子から構成される「ジアゼン分子」です。

このジアゼン分子には水素原子の位置が上の図のように同じ方向にあるパターン(シス)と、異なる方向にあるパターン(トランス)の2つの状態が知られています。

シミュレーションではこのジアゼン分子が2つの状態に変化させる過程が計算されました。

結果、量子コンピュータを用いた反応シミュレーションは、既存のコンピュータによる計算値、及び現実世界の測定値と一致しました。

今回シミュレートされた反応は非常に単純なものであり、一般に普及しているノートパソコンでも十分再現可能です。

しかし、この最初の一歩は計算化学の分野にとって非常に大きな前進となります。

量子コンピューターは量子ビットを増やしたり、簡単なアルゴリズム(計算方法・計算手順)の変化でスケールアップが望めるからです。

そのためグーグルの研究者たちは、将来的には全く新しい化学物質を計算によって開発することも可能だと述べています。

現在、既存のコンピュータの性能を量子コンピュータが凌駕しつつあります。

化学実験は実験室ではなく、パソコンの前でするという時代が、もうすぐそこまで来ているのかもしれませんね。
https://nazology.net/archives/67951



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1599051148/続きを読む

化学反応1回で天然ガス→液体、新しい液化技術 東京大学

1: しじみ ★ 2019/04/03(水) 16:38:08.82 ID:CAP_USER

■東京大学 

大山茂生教授は、天然ガスを1回の化学反応工程で液体燃料に変える技術を開発した。
従来のように天然ガスをセ氏零下162度に冷やして液化する必要がなく、輸送コストを半分ほどに減らせるという。
現在の収率は1%未満にとどまるが、3年後をメドに実用化に必要な8%に高める。


日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGKKZO43103590Z20C19A3TJM000/



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1554277088/続きを読む

人間のオシッコ(尿素+炭酸カルシウム)を使ってレンガを常温で作ることに成功

1: しじみ ★ 2018/10/30(火) 14:29:04.68 ID:CAP_USER

レンガは古くから家などの建築材料として使われており、今日でも世界中で広く使用されています。そんなレンガを「人間のオシッコ」を使うことで、高熱で焼き上げることなく常温で作り出すことに南アフリカの学生チームが成功したと報じられています。

World-first: Bio-bricks from urine | UCT News
https://www.news.uct.ac.za/article/-2018-10-24-world-first-bio-bricks-from-urine

ケープタウン大学の土木工学科修士課程に在籍しているSuzanne Lambert氏とVukheta Mukhari氏は、数カ月にわたって革新的な方法でレンガを作り出す方法を実験してきたとのこと。そして2人は、「バイオレンガ」と名付けられたレンガを「人間のオシッコ」を使って作り出すことに成功しました。

バイオレンガの材料となる砂には、「ウレアーゼ」と呼ばれる酵素を作り出す細菌が定着しています。ウレアーゼはオシッコの中に含まれる尿素を分解して炭酸カルシウムを作り出し、レンガを固めるとのこと。

水質工学の講師でありLambert氏の指導教官でもあるDyllon Randall博士は、「このバイオレンガを作り出すプロセスは、貝殻が作られるプロセスと似たものです」と語りました。ウレアーゼが人間のオシッコから作り出す炭酸カルシウムは、砂をあらゆる形に固めることができるそうで、一般的なレンガのような長方形だけでなく、円筒形にも砂を固めることが可能です。

「尿素を利用してレンガを固める」という発想は、数年前にアメリカの研究者が合成溶液を利用した実験を行っていました。しかし、Lambert氏は2017年に共同研究を行っていたスイス人学生のJules Henze氏との基礎研究をもとに、世界で初めて「本物の人間のオシッコ」を利用してレンガを固めることに成功しました。

一般的な焼成レンガは1400度近くの熱を窯の中で加えられ、その過程で大量の二酸化炭素を放出しますが、バイオレンガは室温に置かれた金型の中で作り出すことが可能。通常であれば廃棄されるだけのオシッコを再利用するだけでなく、地球温暖化の原因となる温室効果ガスの排出量を減らすことにも役立つとのこと。Randall博士によると、「時間をかけて細菌を成長させることで、レンガの強度を強めることができます」とのことで、時間をかければかけるほど強度の強いレンガを作ることができる模様。

また、バイオレンガを作り出す過程の副産物として、商業用肥料の重要な成分である窒素とカリウムが生成されるとのこと。集めたオシッコはまず肥料のもととなる成分を固体にして取り除くプロセスを経てから、残った液体を使ってレンガを固めるプロセスに移行します。さらに、レンガを固めた後に残った液体からもさらに肥料が作れる可能性があると、Randall博士は考えています。

化学的な観点からすれば、人間のオシッコは「液状の金」といえるほど豊富な資源に満ちているそうです。家庭排水のうちオシッコが占める分量は1%にもなりませんが、排水のうちに含まれる窒素の80%、カリウムの63%、そしてリンの56%を占めています。オシッコに含まれるリンのうち、実に97%が肥料に用いられるリン酸カルシウムに変換できるため、世界的にリン酸塩が枯渇しつつある現在では、非常に重要な資源となり得るとのこと。

オシッコを使ってレンガを作り出す方法には、オシッコを集める方法や輸送などの点で問題が残っています。また、今のところLambert氏らは「社会的に認められている」という理由から、男性のオシッコだけを利用してバイオレンガを作っているとのこと。しかし、現状の社会認識のままでは、人口の半分を占める女性のオシッコを使うことができず、社会の廃棄物をなるべく減らすというバイオレンガの本来的な理想から離れてしまうという問題もあり、今後もバイオレンガの実用化には多くの問題を解決する必要がありそうです。

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GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181029-human-urine-bio-brick/



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1540877344/続きを読む

水素「ワイは爆発するんや」 酸素「激しく燃やすンゴ」 ワイ「合体したら凄いものができそうやな」

1: 風吹けば名無し 2018/08/31(金) 14:48:41.61 ID:sjFanOVNd

水「」

ワイ「」


2: 風吹けば名無し 2018/08/31(金) 14:49:01.94 ID:GaCGQHBBa

すごいものやんけ



http://tomcat.2ch.sc/test/read.cgi/livejupiter/1535694521/続きを読む
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