☆ 『 糖 』、と、 『 糖 』、 からも成る、
『 粘膜 』、 を、 はげしく、 おかす、
危険な分子でもある、
『 アンモニア ＮＨ３ 』、 たちを、
電気エネルギーへの源 モト 、に❗;
☆ 東大など、アンモニアから、
手軽に、電気を取り出す手法を開発❗;
2019／ 7/26
東京大学、と、東邦大学の研究チームは、
ルテニウム錯体を触媒として、
何彼を電子強盗化する、
『 酸化剤 』、
と、
電子強盗、な、 『 酸 』 、 である、
物質へ、 自らの側の、 負電荷な、
電子 ｅ 、 を、 与え付けてやり、
正電荷な、 陽子、 を、 自らの側へ、
引き寄せる、 能力性を帯びてある、物質、 な、
『 塩基 』、
とを組み合わせた反応系を用いる、
ことで、
室温にて、
アンモニア ＮＨ３ 、 らから、
窒素分子 Ｎ２ 、 と、 電子 ｅ 、
に、 プロトン
≒ 『 正電荷、な、 陽子 、 で、
それの単独で、 水素原子 Ｈ 、 の、
核でも、あり得る 』 、
を、 同時に、 得ることが可能な、
手法を開発した、
ことを、 明らかにした。
同成果は、東大 大学院 工学系
研究科 エネルギー・資源
フロンティア・センターの、
中島一成 准教授、 同 大学院
工学系研究科 システム創成学 専攻の 、
戸田広樹氏 ( 博士課程 １年生 ) 、
同 大学院 工学系研究科
システム創成学 専攻の、 西林仁昭 教授、
東邦大学 薬学部の、
坂田健 教授らによるもの。
詳細は、7月24日付の、
「 Nature Chemistry 」 ( オンライン版 ) 、
に掲載された。
再生が可能なエネルギーの活用が、
世界的に期待されているが、
得られたエネルギーを、 どのように、
貯蔵し、 運搬するか、 といった、
課題があり、 低圧で、 液化できる、
取り扱いの容易さ、
高いエネルギー密度、
利用した際に、 二酸化炭素 ＣＯ２ 、
を排出しない、 という、
特徴を持つ、 アンモニア ＮＨ３ 、
を、 水素のキャリア
( エネルギー・キャリア ) 、 として、
活用できないか、 という、
研究開発が進められている。
今回の成果も、 その１つで、
アンモニア ＮＨ３ 、 に蓄えられた、
化学エネルギーを取り出す、
プロセスの開発を目的に行われた。
今回の研究にあたって、
研究グループは、 光合成の反応を踏まえ、
その中から、光合成を進行させる、
物質として、 『 ルテニウム 錯体 』 、
が、 報告されていることに着目し、
光合成のモデル反応系を用いて、
水 Ｈ２Ｏ 、 の代わりに、
アンモニア ＮＨ３ 、 を用いた場合は、
どのような反応になるのかについての、
実験を行った。
実験系としては、 アンモニア ＮＨ３ 、
たちを、 窒素分子 Ｎ２ 、と、
電子 ｅ 、と、 プロトン 、
へ、 分離するために、
電子への受容体として、
電子強盗、な、 酸化剤 、を採用し、
プロトン 、 への受容体として、
陽子を引き寄せる能力性のある、
塩基を、採用し、
触媒として、 『 ルテニウム 錯体 』、
を採用した。
それらを、 炭素 Ｃ 、を含む、
『 有機 』、 の化合物である、
『 有機 溶媒 』
( アセトニトリル ) 、 にいれ、
室温 ( ２５ °Ｃ ) 、 での、
反応を観察した結果にて、
アンモニア ＮＨ３ 、 たちから、
『 窒素 ガス 』
≒ 『 Ｎ２ 、たち 』 、
が発生したことを確認した、
という。
また、反応は、 ➖４０ °Ｃ 、 でも、
反応を確認 ❗ 。
反応条件の下 モト 、 では、
触媒あたり、 で、 １２ 当量 、
酸化剤あたりで、
収率、 が、 ８０ ％ 、 という、
結果を得たとする。
また、 電気化学的酸化反応条件の、
下においても、
アンモニア ＮＨ３ 、 の、 触媒的な、
酸化反応が進行することも、 判明 ❗ 。
応答電流を測定する手法である、
サイクリック・ボルタンメトリー条件、
の下にて、 触媒電流が観測され、
１秒間に、 触媒、な、 １分子当たり、
で、 ２・８ 分子の、
窒素分子 Ｎ２ 、 が発生する、
反応であることが、 確認できたほか、に、
アンモニウム塩の代わりに、
アンモニア ＮＨ３ 、 を、 直に、
用いた反応系においても、
同様の触媒反応が進行する、
ことを確認した、 という。
研究グループによると、今回の成果は、
アンモニア ＮＨ３ 、 が、
窒素分子 Ｎ２ 、 と、 電子 ｅ 、
に、 陽子 、 へと変換する、
ことが、 可能である、
ことを示すもので、
アンモニア ＮＨ３ 、 から、
室温で、 直に、 エネルギーを、
簡単に取り出す、 反応 、 という、
新たなプロセスであり、
アンモニア ＮＨ３ 、 を用いた、
燃料電池に応用できる、
可能性が示された、
と、 説明している。
すでに、 研究グループは、
2019年4月に、 窒素 Ｎ 、 と、
水 Ｈ２Ｏ 、 から、
アンモニア ＮＨ３ 、 を合成する、
手法を発表しているが、
今回の成果は、 その逆となるもので、
これらを組み合わせることで、
窒素 Ｎ 、 と、 水 Ｈ２Ｏ 、で、
アンモニア ＮＨ３ 、 を合成し、
それを貯蔵タンクなどに保管し、
必要なときに、
アンモニア ＮＨ３ 、 から、
電気エネルギーとして取り出す、 という、 コジェネレーション的な使い方の実現が、
期待できるようになる。
しかし、 その実現のためには、
アンモニア ＮＨ３ 、 の、
腐食性が、 水素 Ｈ 、 よりも高い、
ことから、
アノード側の電極 、 などが、
腐食してしまう、 などの課題があり、
反応性の制御を厳密に行う、
技術の開発、 などが必要になる、
と、 しており、 引き続き、
研究を継続していく、 と、 している。
☆ Wikipedia ➕❗;
配位 結合 （ はいい けつごう、
Coordinate bond ） 、 とは、
結合を形成する、 二つの原子ら、の、
一方からのみ、 結合電子が、
分子軌道に提供される、 化学結合 、だ。
見方を変えると、
自らの側の、 負電荷な、 電子 ｅ 、
を、 他者な、 物質なり、 原子なり、
へ、 与え付けてやる、
『 電子対 供与体 』 、 となる、
原子 、 から、
それを、 自らの側へ、 引き寄せる、
『 電子対 受容体 』、 となる、
原子 、 へと、
電子対が供給されて、 できる、
化学結合である 、 から、
ルイス酸、と、 ルイス塩基、
との、 結合でもある。
☆ 原子の枠内の、
動的な、 定位置ら、 に、
負電荷な、 電子 、 らは、 あり、
負電荷、 と、 負電荷、との、
互いに、 はねのけ合う力、ら、
を、 まさる、 力によって、
電子 ｅ 、らは、
特定の軌道を成し合う形で、
２つごとで、 一組の、
『 電子対 』、を、 成すべくも、ある、
が、
自らの原子の枠内に、
電子対、を、 構成し得る、 片方の、
電子 ｅ 、 を、 欠いてある場合もあり、
その場合には、
よその原子の枠内の、
電子 ｅ 、 を、 その電子対への、
片割れとして、 引き寄せ得る、
能力性を、
その原子が、帯びる事になる。
例えば、 アンモニア ＮＨ３ 、の、
窒素 Ｎ 、 は、
五つの価電子らをもち、
三つの水素原子 Ｈ 、ら、 と、
共有結合を形成して、
閉殻状態
( ８電子 ) 、 を成して、ある。
アンモニア、の、 窒素 Ｎ 、 には、
水素 Ｈ 、 との、
共有結合に参加していない、
二つの電子ら
（ １つの、 『 非 共有 電子対 』 ）、
が存在し、
『 電子対 』、 を供与する、
ことが、 可能な、
『 ルイス 塩基 』 、 でもある。
『 プロトン 』
≒ それの単独で、 水素、な、
原子 Ｈ 、 の、 核、 でも、あり得る、
正電荷な、 『 陽子 』 、
が、
『 ルイス 塩基 』、 と、
『 配位 結合 』 、 すると、
窒素の原子 Ｎ 、 が、
➕電荷を持った、 オニウム・イオン
（ アンモニウム・イオン ）
≒ ＮＨ４➕ 、 となる。
☆ 配位結合と共有結合との違い❗;
配位結合と共有結合も、 同じく、
分子軌道
≒ 原子、と、原子、とが、
分子を形成する場合に、 成す、
電子 ｅ 、 の、 動的な定位置ら 、
により、 形成されるので、
本質的には、 違いが無いが、
その、 分子軌道の構造や、
その、 エネルギー準位により、
結合自身の性質が決定される。
前述の、 アンモニウム・イオン
（ ＮＨ４➕ ） 、 の場合は、
共有結合も、 配位結合も、
窒素 Ｎ 、の、 ｓｐ ３ 軌道 、
と、 水素 Ｈ 、 の、 １ｓ 軌道 、
から 、 生成する、
等価な分子軌道であり、
四本の結合に、 違いは無い。
一方で、 π 供与性の配位結合や、
ｓｐ ３ ｄ 混成軌道 、 から、
生成する、 配位結合は、
もとの電子軌道が、 等価では無い為に、
性質に、 違いが現れる。
☆ 我々の体の中でも、
電子 ｅ 、 らの、 やりとり、は、
その、 ありとあらゆる、現象な、
事らを成り立たせ得てある。
他者から、 その枠内の、 電子 ｅ 、を、
自らの側の、 電子対を成し得る、
軌道へ、 引き寄せるべくある、
『 電子強盗、 な、 活性酸素 』、ら、
などの、
電子強盗な、『 酸 』、 である、
物質ら、 に、
電子強盗化され得る、 物ら、 と、
それらの、 電子強盗を差し止める、
『 抗 酸化 』 、 な、 働きようを成す、
子宝 ビタミン Ｅ１ 、 や、
セレン 、 など、 との、
関わり合いようら、は、
人々の、 あり得る、 命や健康性の、
度合いや、存続を左右するし、
あるべき、代謝ら、にもよる、
精神系の現象な事らも含めた、
ありとあらゆる現象な事ら、
を、 成す、 要因性として、
電子 ｅ 、へ宛てて成る、
やりとり、ら、も、ある。
どの人にも、 世界中の、
電子 ｅ 、の、やりとり、らや、
あるべき、 代謝ら、の、 全てを、
差し止めたり、 成さしめたりする、
能力性が、 より、 無い、
度合いにも応じて、
これらの、 決定的な重要性、 は、
より、 痛切には、 感じられ得ない、
で、来てあるが、
誰彼が、 この、どちらかを、
好き勝手に、 成さしめたり、
差し止めたり、 し得る、
能力性を自らに得て、
それを、 人々へ分かる形で、
使いもし、 人々が、
それを差し止め得る、 手段な事らを、
より、 丸っきり、 成し行い得ない、
状況らにある場合には、
自他の生き死にから、何から何まで、
一方的に左右され得る、
自らの側の立場を思い知らされる、
度合いらにも応じて、
これらの決定的な重要性の度合いらを、
より、 痛切に、 思い知り宛て得る、
状況に置かれる事にもなる。
勿論、 物事への観方の成し得ようにより、
他の何彼な物事らの重要性の度合いらを、
思い宛てる事もできる。