水素 化 カルシウム。 7789

水素化カリウム (KH)の反応と洗浄方法

水素 化 カルシウム

ローム株式会社 研究開発本部副部長の神澤公氏(左)とアクアフェアリー株式会社 副社長の石坂整氏(右) 燃料電池の時代がやってきた。 それは言い換えれば「水素時代」の幕開けである。 自動車の分野では2015年に燃料電池車が市販される。 そんな中で、京都市のベンチャー企業アクアフェアリー株式会社が開発した「固体水素源型燃料電池」が、大地震など災害時の緊急電源や軽くて便利なスマートフォン用電源として注目されている。 水素ガスといえば重い高圧ボンベに貯蔵されたものを運搬するのが常識だったが、水素化カルシウムを樹脂封止することによって安全で手軽に利用できるようにしたのがポイントで、さまざまな用途への展開が期待されている。 同社は大手電子部品メーカーであるローム株式会社や、京都大学の平尾一之教授とともに、「メイド・イン・京都」の技術サンプルの販売を開始し、2015年の量販・発展を目指している。 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)も助成を決め、2014年1月には企業16社、地方自治体、京都大学などが参加する「京都燃料電池アライアンス」が発足。 国際標準化や安全規制の緩和、デザイン、量産体制の整備、リサイクルなどの課題解決に向けて動き出した。 アクアフェアリー副社長の石坂整氏と、ローム研究開発本部副部長の神澤公氏に、この燃料電池の特長や将来の可能性について伺った。 アクアフェアリー株式会社 副社長 石坂整氏 石坂 まず小型で軽量であることです。 ハイブリッド高出力タイプでも7kg程度で、片手で持ち運べます。 普及しているエンジン発電機やガス発電機は20kgほどですから運ぶのは大変ですが、これなら女性でも持ち運べます。 日本が地震国であることを考えれば、災害時や緊急時に備えた電源として特に適していると思います。 2つ目は水蒸気しか出さないクリーンな電池であることです。 エンジン発電機は臭いがするし、二酸化炭素や微量の一酸化炭素を排出します。 一酸化炭素は屋内で溜まると、人の生命を脅かしますが、固体水素源型の燃料電池なら屋内に置いても安心です。 3つ目は静かなこと。 深夜でも周りに迷惑をかけません。 例えば災害時の避難所では、暖を取ったり通信機器を使ったりするのに電気が必要ですが、エンジン発電機だと、臭いと有害物質と騒音のため離れた場所に置かねばなりません。 写真2:水素発生剤粉末を固形化した安全な固体水素源 約5gの燃料シート(写真1)は、チューインガム1枚程度というコンパクトさです。 化学薬品なのでラミネートシールで密封しており、安全に長期保存することが可能です。 水素を使うので、とにかく安全でなければなりませんが、その点においても、アクアフェアリーさんが開発したこの技術は素晴らしいものです。 その構造や作動する仕組みについて説明していただけますか。 石坂 この燃料電池は「水素を発生させる技術」と「超薄型の発電セル」の2つが重要なコア技術になっています。 石坂 以前勤めていた会社で、燃料電池の電解質膜の性能評価をする目的で発電セルを作っていました。 すると予想外に小型で高性能な発電セルが完成しました。 それならこの発電セルに適切な水素発生源を見つけて組み合わせれば、画期的な燃料電池ができると思い付いたのです。 それまで水素はガスボンベに詰めて運び、コックをひねって使うというのが常識でしたが、ボンベは重いし大きい。 そこで水素をその場で発生させる技術を考案しようと、多種多様な方法を、それこそ手当たり次第に試しました。 さまざまな水素発生剤になり得る材料を検討しましたが、結局、安定して水素を出せる材料としてたどり着いたのが水素化カルシウムでした。 こうして発電セルと固体水素発生源という2つのコア技術を得て会社をスピンアウトし、2006年にアクアフェアリーを立ち上げたのです。 安全な製品にするために、どのような工夫をされているのでしょうか。 石坂 検討した数々の水素発生原料のほとんどが、低温では反応が鈍いので活性化させる必要があり、高温では逆に急激に反応し暴走の危険性もあるので抑制する必要があります。 つまり活性化と抑制という2つのシステムが必要になります。 これに対し、水素化カルシウムは低温でも高温でも活発に反応する特徴があるので、抑制の工夫だけすればいい。 そこで私たちは試行錯誤しつつ水素化カルシウムの粒子を樹脂で覆うコーティング技術を開発し、安全に制御できる水素発生源にすることに成功したのです。 このコーティング技術は特許として確立しました。 さらに水容器と水素発生容器の圧力のバランスを利用して水を出したり止めたりして水素発生を制御する技術も考案しました。 水素の暴走を抑えるために欠かせない技術です。 これが3つ目のコア技術になりました。 石坂 水に圧力をかけて水素発生容器に水滴を入れると、水素が発生して圧力が高まり水を押し返そうとします。 これが水を止める力になります。 このように水素発生のオン・オフを、ポンプなどを使わず単に圧力のバランスを利用するシンプルな仕組みで実現することができました。 かみさわ・あきら 神澤 公 ローム株式会社 研究本部(兼)燃料電池事業ユニット 副本部長(兼)ユニットリーダー 1954年生まれ。 1982年 ローム株式会社入社、半導体デバイスの微細加工技術の研究開発。 1999年 半導体研究開発本部 副部長。 強誘電体メモリー(FRAM)の研究開発、 国家プロジェクト(MIRAI、HALCA、ASUKA)の計画作成および推進メンバー。 2008年 研究開発本部 副本部長、現在に至る。 関連記事•

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サンゴカルシウムと水素の関係

水素 化 カルシウム

ちなみにNaHは「ソジハイ」と呼んでいましたね 水素化カルシウムは他の水素化物と同様に水などと激しく反応して水素ガスを発生させますが、他の水素化物よりも反応性が低いため、塩基として利用する例はNaHなどと比べると少ないです。 一方で他の水素化物と比較して緩やかな反応性を利用して有機溶媒の脱水に利用されることが多いです。 水素化カルシウムも有機溶媒には不溶性です。 水素化カルシウムのプロパティ• MW: 42. 化学式: CaH 2• 密度 : 1. 902• 溶解度 : 水と反応、多くの有機溶媒に不溶、 安価で、反応性も穏やかなため、水素ガス発生源としても利用されることが多いです。 水素化カルシウムは溶媒蒸留の乾燥剤 水素化カルシウムの使用用途の一つに溶媒の乾燥があります。 水素化リチウムアルミニウム LAH などを利用することもありますが、反応性が高く危険なためあまり積極的には使いたくありません 他の水素化物:NaHやKHはオイルが入っているので蒸留には適さない。 そこで、水素化カルシウム CaH2 がよく利用されます。 水素化カルシウムは、LAHやNaHなど比べると反応性が低いため安全です。 水素化カルシウムはTHFやジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、酢酸エチルなどのエステル、ピリジン、トリエチルアミンなどのアミン類、ヘキサンやベンゼンなどの炭化水素類、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドに加え、アルコール類 tBuOHやエタノール など多くの有機溶媒の乾燥に適しています。 水素化カルシウムはアルコール類とも反応しますが、水のほうが早く反応するので乾燥できるようですよ水素化カルシウムは固体で溶媒に溶けにくく、 反応性が遅いので脱水用途に利用する場合は、予め水素化カルシウムを乾燥させたい溶媒に入れて一日ほど放置してから、デカンテーションやろ過で溶媒を利用するか、CaH2が加わった状態のまま蒸留します。 CaH2は溶媒にほとんどとけませんが、細かい粉がでて溶媒に混入することがあるので蒸留することをおすすめします。 蒸留の際も粉が飛んでいかないように沸騰度合いを調節して蒸留します。 水素化カルシウムのつぶしかた、後処理、クエンチ法 水素化カルシウムは結構大量に使うことが多く、何も考えずに水に加えたりすると危険です。 水素化カルシウムの使用量がミリグラムスケールであれば、氷を反応容器に加えて撹拌することでクエンチできます。 アルコール類では反応が遅く効率的にクエンチできません。 グラムスケールの場合は、大量の氷に水素化カルシウムを少しずつ加える方法があります。 水に入れるよりも安全につぶすことができます。 大量にある場合はカルハイに水や氷を加えるのは危険なのでやめましょう。 潰す作業中は大量の水素ガスと熱が発生するので必ずドラフト内で行い、少量ずつクエンチしましょう。 あまりにも大量に廃棄の水素化カルシウムがある場合は、廃棄用の瓶の灯油中に保存して、業者に引き取ってもらったほうが安全です。 水素化カルシウムの反応例 水素化ナトリウムなどのように塩基として利用されることは少ないようです。 系中に発生する水分の脱水剤としても利用されることがあります。 アセタール化反応• エステル化、アミド化• マイケル付加反応 などがあります。

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水素を現場で必要なだけ作り、発電する時代がやってきた。――大地震など災害に備え、いま注目の「固体水素源型燃料電池」とは(後編)

水素 化 カルシウム

の 水素化カルシウム それはアルカリ土類水素化物になる式CaH 2の化合物です。 この化合物は、図1に示すように、カルシウムと2つの水素化物イオンの間に2つのイオン結合を持っています。. それは水素化食塩水であり、それはその構造が塩に似ていることを意味します。 全てのアルカリ金属およびアルカリ土類金属は水素化物塩を形成する。 化学では、水素化物は、水素アニオン、H-、またはより一般的には、1つ以上の水素中心が求核性、還元性または塩基性の特性を有する化合物である。. 水素化物と見なされる化合物では、水素原子はより陽性の元素または基に結合しています. カルシウムと水素を摂氏300度から400度の間の温度で反応させることによって製造することができます。 水素化カルシウムを調製するための別の方法は、塩化カルシウムを水素およびナトリウム金属と共に加熱することである。 反応は次のように起こります。 水素化カルシウムは、酸化カルシウム(CaO)をマグネシウム(Mg)で還元することによっても製造することができる。 反応は水素の存在下で行われる。 この反応は酸化マグネシウム(MgO)も生成する。 1水素化カルシウムの理化学的性質• 2反応性と危険性• 3取扱い及び保管• 4用途と用途• 1乾燥剤• 2水素製造• 3還元剤• 5水素化カルシウムの使用における不利な点• 6参考文献 水素化カルシウムの物理的および化学的性質 水素化カルシウムは、純粋な場合、白い斜方晶構造を持つ結晶のセットです。 一般に、この形で見つけることは稀であるため、通常は灰色がかった色合いになります。 特徴的な匂いがしません。 その様子を図3に示す(Royal Society of Chemistry、2015). それが水に溶けると激しく反応して水素を生成する。 それはまたアルコールと反応する(国立バイオテクノロジー情報センター、S. 反応性と危険性 水素化カルシウムは安定した化学物質ですが、水や湿気に対して非常に反応性があります。 水と接触すると、自然発火する可能性がある可燃性の水素ガスを放出します。. それは爆発性化合物と見なされます。 テトラヒドロフランとの反応で加熱すると、爆発する可能性があります。 塩素酸塩、次亜塩素酸塩、臭素酸塩、過塩素酸カリウムと混合すると、熱、摩擦に敏感になり、爆発性になる(Calcium Hydride 7789-78-8、2016). フッ化銀を水素化カルシウムで粉砕すると、塊は白熱光になる。 水素化物を塩素、臭素またはヨウ素で強く加熱すると、白熱光が発生します。. 水素化物と種々の臭素酸塩、例えば臭素酸バリウムまたは塩素酸塩、例えば塩素酸バリウムおよび過塩素酸カリウム、例えば過塩素酸カリウムとの混合物は粉砕すると爆発する。 摩擦を受けると、CaH 2はフッ化銀と白熱する. この化合物は不活性雰囲気下で取り扱わなければならない。 適切に取り扱わないと、検査員、ライフガードおよび化学廃棄物処理担当者の健康と安全に重大な脅威をもたらす可能性があります(UC検査安全センター、2013)。. 皮膚や目に入った場合は、非常に危険です。 刺激があります。 皮膚に接触すると非常に危険です。. 飲み込んだり吸入したりすると危険です。 組織の損傷量は接触の長さによって異なります。 目に触れると、角膜の損傷や失明を招く恐れがあります。. 皮膚に触れると炎症や水疱を引き起こすことがあります。 粉塵を吸入すると、消化管や気道を刺激します。 燃焼、くしゃみ、咳などの症状があります。. 重度の過剰暴露は、肺の損傷、窒息、意識喪失、そして死さえも引き起こす可能性があります。 眼の炎症は発赤、刺激およびかゆみを特徴としています。 皮膚の炎症は、かゆみ、はがれ、発赤、または時折水疱を特徴とする. 目を低レベルに繰り返しさらすと、目に刺激を与える可能性があります。 繰り返し皮膚に触れると、局所的な皮膚の破壊や皮膚炎を引き起こす可能性があります。. 粉塵を繰り返し吸入すると、さまざまな程度の呼吸器への刺激や肺の損傷を引き起こすことがあります。 粉じんの反復吸入または長期吸入は慢性的な呼吸器への刺激の原因となることがある(製品安全データシート水素化カルシウムMSDS、2005年). 目に入った場合は、すぐに多量の水で少なくとも15分間洗い流し、時々上下のまぶたを持ち上げます。. 皮膚に付着した場合は、直ちに汚染された衣服や靴を脱がせながら少なくとも15分間多量の水で洗い流してください. 摂取した場合、嘔吐は誘発されるべきではありません。 毒物管理センターが呼ばれるべきです。 展示会場を離れてすぐに屋外に移動することをお勧めします。. 吸入の場合、呼吸が困難な場合は酸素を供給する必要があります。 被害者が物質を摂取または吸入した場合、口対口呼吸は行わないでください。. 人工呼吸は、一方向弁または他の適切な呼吸医療機器を備えたポケットマスクを用いて誘発されるべきである。 すべての場合において、直ちに医師の診察を受けなければならない. 取り扱いと保管 化合物は、熱を避けて乾いた容器に保管してください。 発火源から遠ざけてください。 ほこりを吸い込まないでください。 この製品に水を加えてはいけません 換気が不十分な場合は、フィルターマスクなどの適切な呼吸用保護具を着用する。 ばく露の場合は、できるだけ医師の診察を受けてラベルを見せるべきです。 皮膚や目との接触を避ける. 可燃性物質は、一般に、別のセキュリティキャビネットまたは保管室に保管する必要があります。 容器を密閉しておく. 涼しく換気のよい場所に保管してください。 電気火花を避けるための材料を含むすべての機器は接地する必要があります。 容器は乾いた涼しい場所に保管してください. それは不燃性の材料です。 ただし、消防士はこの化学物質の周囲で消火する間に適切な器具を着用しなければならない. 水素化カルシウムの周りの火を消すために水を使うことは決してお勧めできません。 乾燥砂、ならびにこの目的のための塩化ナトリウムおよび炭酸ナトリウムなどの化合物を使用することができる。. 水素化カルシウム廃棄物を除去するためには、撹拌しながら窒素雰囲気下で水素化物1g当たり25mlのメタノールを添加することによってそれを分解しなければならない。. 反応が終了したら、同量の水を水性カルシウムメトキシド化合物に添加し、多量の水と共に排水路に排出する(National Research Council、1995)。. 用途とアプリケーション 乾燥剤 水素化カリウムは比較的温和な乾燥剤です。 この理由のために、乾燥剤としてのこの化合物の使用は、ナトリウム - カリウムおよびナトリウム金属合金のようなより反応性の高い剤と比較してより安全である。 次のようにして水と反応します。 この化合物は、アミンやピリジンなどの多くの塩基性溶媒に効果的な乾燥剤です。 時々それはより反応性の乾燥剤を使用する前に溶媒を予備乾燥するために使用されます. 水素製造 1940年代には、この化合物は "Hydrolith"の商品名で水素の供給源として利用可能でした。. 水素源として古くから使われてきました。 それはまだ様々な実験、先進的な燃料電池および電池用途のために実験室で純粋な水素を生産するのに使われている(American Elements、S. 化合物は気球を膨らませるための安全で便利な手段として何十年もの間広く使用されています. 同様に、実験用に少量の高純度水素を製造するために実験室で通常使用されています。 ディーゼル燃料の含水量は、CaH 2処理後に発生した水素によって計算されます。. ほこり. 次の反応は、水素化カルシウムが還元剤として作用する方法を示しています。 ただし、いくつかの欠点もあります。 -この化合物は、激しく反応しない溶媒には溶解しないため、乾燥速度が遅くなります。. -この粉末化合物は多くの溶媒と相溶性がありません。 クロロカーボンとの反応は爆発さえ引き起こす可能性があります。. -溶存酸素を除去することはできないため、脱酸素溶媒には使用できません。. -水素化カルシウムと水酸化カルシウムを区別するのは、外観が似ているため非常に困難です。. 参考文献• アメリカの要素(S.F.)。 水素化カルシウム。 americanelements. comから取得されました:americanelements. com. (2016) chemicalbook. comから取得しました:chemicalbook. com. 水素化カルシウム。 (S.F.)。 化学学習者から取得したもの:chemistrylearner. com. 化学物質等安全データシート水素化カルシウムMSDS。 (2005年10月10日) sciencelab. comから取得しました:sciencelab. com. 国立バイオテクノロジー情報センター(S.F.)。 PubChem化合物データベース。 ncbi. nlm. nih. govから取得したもの:pubchem. ncbi. nlm. nih. gov. 全国研究審議会。 (1995)。 実験室における慎重な取扱い化学物質の取扱いと処分ワシントン州:NationalAcademy Press. 化学の王立協会。 (2015)水素化カルシウムID94784。 chemspider. comから取得:chemspider. com. 実験室安全のためのUCセンター(2013年1月18日)。 標準操作手順水素化カルシウム。 chemengr. ucsb. eduから取得したもの:chemengr. ucsb. edu.

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