アンモニアが燃料。二酸化炭素を排出しない飛行機用ジェットエンジンが開発中（イギリス）
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アンモニアが燃料。二酸化炭素を排出しない飛行機用ジェットエンジンが開発中（イギリス）
2020年08月31日 ι コメント(22) ι 知る ι サイエンス＆テクノロジー ι #
アンモニアをジェットエンジンの燃料に / Pixabay
現在、アンモニアをジェットエンジンの燃料として使う研究が進められている。アンモニアとはそう、人体においては、尿素に含まれるツーンとする匂いのあのアンモニアである。
イギリスの航空宇宙企業「リアクション・エンジンズ社」と「科学技術施設研究会議（STFC）」が目指すのは、最先端の熱交換技術と触媒を組み合わせて実現する化石燃料を使用しない、カーボンフリーな空の旅だ。
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飛行機の排出する二酸化炭素を軽減する取り組み
飛行機に搭載されるジェットエンジンは、石油の分留成分の1つ「ケロシン」を主成分とする燃料を利用して、音を超えるスピードや乗客/荷物の空輸を可能にする。
しかし、ジェット燃料は化石燃料であり、二酸化炭素が大量に排出されるために、航空産業や政府には2050年までの抜本的な対策が求められている。
ジェット燃料に代わる新たなエネルギー源が求められているのはそれゆえだ。しかし、そうした代替物のほとんどは、従来の燃料に比べてエネルギーの密度が低いといった欠点がある。
たとえば、現在のバッテリーの性能では、かなり小型の飛行機を、ほとんど何も積載しないまま短い距離を飛行させることしかできない。
液体水素ならエネルギー密度の点はクリアできそうなものの、実際に利用するには飛行機の設計を刷新し、新しいインフラまで整えなければならない。
iStock
アンモニア燃料は二酸化炭素を排出しない
アンモニアを航空機の燃料として使うという発想自体は、かなり以前からある。
エネルギー密度は軽油の3分の1しかないが、液化して保存するのが容易で、1950、60年代には高高度極超音実験機X-15に使われた実績もある。そして、何より二酸化炭素を排出しない。
問題があるとすれば、それをコスト面で実用可能なものにすることだった。
そこでリアクション・エンジンズ社は、同社の空気吸入式エンジン「SABRE」（関連記事）に採用されている熱交換技術とSTFCの先端触媒を組み合わせて、新型の推進システムを開発している。
熱交換技術（青色）を搭載した「SABRE」エンジン image by:reactionengines
新型システムでは、ちょうど現行のケロシンと同じように、アンモニアを冷却・加圧して液化した状態で翼の部分に保存。
タンクからアンモニアを汲み出すには、熱交換器によってエンジンから取り出した熱を利用する。温められたアンモニアは化学反応器に送られ、ここで触媒によって一部が水素に分解される。
ジェットエンジンは、このアンモニア・水素の混合気を燃焼し、動力を得る。排出されるのは主に窒素と水蒸気だけだ。
既存の機体とエンジンを流用可能
リアクション・エンジンズ社によると、アンモニアのエネルギー密度は十分に高いため、機体の設計を大幅に変える必要はなく、エンジンの改良も短時間でできるという。現時点では地上での実験が行われており、数年内にはテストフライトも実施される見込みだ。
「リアクション・エンジンズ社の熱交換技術とSTFCの触媒が合わさることで、ゲームチェンジャーと言うべき、環境に優しいアンモニアベースの航空推進システムを開発することが可能になります。」（主任技術者、ジェームズ・バース博士）
機体もエンジンも既存のものを流用可能なおかげで、カーボンフリーな空の旅への移行がやかに進むと期待できるとのこと。2050年よりずっと前に最初の就航が実現したとしてもおかしくはないそうだ。
References:reactionengines / newatlas/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント
1
1. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:16
- ID:8qcc8WyK0 #
アンモニアを生成する際にはコストはかからないの？
2
2. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:17
- ID:dKKsELO90 #
窒素は窒素で、増えたら温暖化の原因になるような……
3
3. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:20
- ID:VcvuCxSY0 #
そしてＮＯｘの大量生産になったりして・・・・
4
4. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:29
- ID:SJqBlVY50 #
アンモニア燃やしたら窒素酸化物が大量にでるやん。CO2憎しで、NOX大量に出すとか遂に頭がおかしくなったようだ。
ジェットエンジンはただでさえ圧縮比が高いせいで窒素酸化物が大量に出るのに、燃料で窒素化合物をさらに追加投入するとか狂気の沙汰。
5
5. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:32
- ID:EQJB3ktT0 #
ガスタービンで動くもの全般を、これに置き換えることも可能ということかな？
日本のような石油輸入国には、石油の依存比率を下げることができるテクノロジーになるか……？
6
6. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:34
- ID:cCY.YAPb0 #
アンモニアを作るのに大量に二酸化炭素を消費するということだったりして。
そもその二酸化炭素宇の増加は温暖化の結果であって原因じゃないんだよな。
7
7. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:37
- ID:ms8.xT7M0 #
※2
もともと空気中にある窒素を利用するだけなので増えないのでは？
8
8. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:38
- ID:iVdvUrzC0 #
機長「エンジンで燃焼異常が起こってるぞ ! 」
副機長「臭いっす」
機長「エンジンが停止した ! 」
副機長「臭いっすねぇ」
機長「ロストコントロール ! 」
副機長「ほんと臭いっす」
9
9. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:41
- ID:5GrkKpcB0 #
尿素にアンモニアは含まれない。尿素とアンモニアは別物だよ
10
10. 匿名処理班
- 2020年08月31日 09:44
- ID:XWIYcEIw0 #
※3
アンモニア燃料でガスタービンを動かす研究は日本でも行われていますが、実際LNGなどに比べればNOxの排出量は増えるようです
乗物に使う場合は無視できない要素になるでしょうね
11
11. 匿名処理班
- 2020年08月31日 10:13
- ID:poyCi8u70 #
NOXが出そうだよねぇ
12
12. 匿名処理班
- 2020年08月31日 10:24
- ID:wycjwvI90 #
アンモニアの冷凍機を扱ってます、航空機の燃料としての性能は正直わかりませんが、いざ運用する段階でのご忠告は申し上げられます。
覚悟なさってください「たまらなくオシッコ臭いです」以上です。
13
13. 匿名処理班
- 2020年08月31日 10:52
- ID:7bKlfs1L0 #
くさそう
14
14. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:02
- ID:HKAB3.7d0 #
タービンエンジンは大量の空気を圧縮、そこに燃料を噴射して燃焼させ大量の膨張ガスを得る
この構造上、空気過多な状態です
つまり酸素のOが余った状態で燃焼するために、高温下で窒素Nと沢山のOが反応してくっつきNOｘが発生します
と必要ない方も多いようですが基本の説明です
15
15. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:11
- ID:QB9oaJ2J0 #
アンモニア生成にはハーバーボッシュ法で
大量のエネルギーを使うから
そこで二酸化炭素大量発生するんだけどなあ
それに既存のターボフェンエンジンでは水素は
燃やせないから燃料システムを全交換しないと
つまりは、メタンから単離した水素と空気中の
窒素からハーバーボッシュ法でアンモニアを作り
それを燃焼前に触媒で水素と窒素に分離して
水素エンジンを動かそうという、二度手間、三度手間
壮大な環境詐欺じゃないかな？
しかもアンモニアにして機載する分効率が悪いでしょ
最初からメタンを燃やせばいいじゃないｗ
原子力なら二酸化炭素は出ませんと同じ
技術的ペテン臭しかしないよ
（実際には採掘精製、プラント建造、維持管理、廃棄物の保管までのトータル環境負荷で考えると、火力の方がずっと二酸化炭素排出量が少ない）
16
16. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:25
- ID:5spQn4C20 #
窒素増えるってアタオカだろ
現代は様々な用途で空気中の窒素が減りまくってるぞ
17
17. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:26
- ID:zehPiFl50 #
はい？
アンモニア再生に必要な水素は、化石燃料の天然ガスを燃焼して取り出してるでしょ？
アンモニア再生自体にも高熱が必要だけどそのエネルギーはどこから持ってくるの？
カーボンフリーってなんの話かな？
18
18. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:34
- ID:cd63.mR.0 #
※11
原文読んでないけどその懸念について記述されてなければ片手落ちだよね
19
19. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:46
- ID:CQ59ZdSo0 #
そのアンモニアはどこから調達するの？
20
20. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:48
- ID:JxMScqn00 #
空中にばら撒いたNO2は強酸の酸性雨となって降ってくるんだけど。
酸性雨がヨーロッパの森林を破壊したのを覚えてないのかな？
地上の大規模施設では、しっかりした脱硝装置を使える。
けど、お空で全部垂れ流すエンジンにアンモニアは向いてないと思う。
21
21. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:56
- ID:mG78jbez0 #
>>3
自分も記事を読んでそう思った。
どうも多段燃焼によってNoxは排出されない仕組みを阪大が出してるみたい
ただ2016年記事だと工業炉にて行うとなっているので今どこまで小型化されているかは不明
22
22. 匿名処理班
- 2020年08月31日 11:58
- ID:JxMScqn00 #
※2
窒素は大気の80%を占める。窒素N2自体は温暖化に寄与していない。
（こまかく見れば大気そのものに保温効果はあるけれど、N2は赤外線に対して透明なので温暖化効果があるとはみなされない）
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