국립 선진 산업 과학 기술 연구소의 국립 연구 개발 기관 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Nanomaterials Research Division[연구 부서 책임자 사사키 테이크 히] 나노 입자 기능 설계 그룹 선임 연구원 Takahashi Akira, Minami Kotaka 및 Kawamoto Toru, Kanto Chemical Co, Ltd 공기암모니아를 효과적으로 제거 할 수있는 바카라 하는 법제 및 바카라 하는 법 장치를 개발했습니다 또한 결과는 실제로 돼지 매장 및 가축 분뇨 퇴비 시설에 적용되어 그 효과를 보여줍니다
가축 산업에서는 주변 지역의 파울 냄새와 싸우기위한 조치의 관점에서 암모니아 제거가 필요합니다 또한 가축 건물 내부의 환경을 개선함으로써 생산 효율성이 향상 될 것으로 예상됩니다 이번에 우리가 개발 한 기술은 이전에 개발되었습니다Prussian Blue아날로그를 사용하는 암모니아 바카라 하는 법제는 과립되고 다루기 쉽기 때문에 재활용 및 재사용이 쉽습니다 현장의 실제 조건에서 효과적 이었으므로 가축 산업에 기여할 것으로 예상됩니다 또한 화장실, 간호 시설 및 스포츠 시설의 악보에 대한 조치, 반도체 제조 공장 및 박물관의 미량 암모니아로 인한 부식에 대한 조치와 같은 광범위한 문제로 이어질 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 세부 사항은 2019 년 1 월 30 일부터 2 월 1 일까지 도쿄 빅 스펙트 (Koto-Ku)에서 개최됩니다Nano Tech2019 제 18 회 국제 나노 기술 전시회 및 기술 컨퍼런스에서 발표
 |
| 돼지 집에서 암모니아 바카라 하는 법 장치 개요 및 암모니아 제거 시연 시험 |
암모니아는 비료로서 필수적인 물질이며 전 세계적으로 대량으로 생산되며 1 억 7 천만 톤에 이릅니다 (2016) 반면에,특정 나쁜 냄새 물질, 특히 가축 부지와 화장실에서 분뇨와 소변을 배치 해야하는 악취의 원인이기도합니다 암모니아 농도는 10PPMV냄새 강도4에 해당하는 강한 냄새를 보여주고 작업 환경에서사용 가능한 농도25 PPMV입니다 또한 가축 산업에서동물성 박람회의 관점에서, 가축 주택의 집중력을 25 ppmv 미만으로 유지해야합니다 또한 대기로 방출 된 암모니아는 PM25와 같은 지구 환경 문제를 일으키고 있습니다 일본에서는 대기로 방출되는 암모니아의 60% 이상이 가축 산업 (FY1994)에서 나오며이 문제를 해결하기위한 조치는 긴급한 문제입니다 지금까지 생물 형성화 방법은 가축 헛간과 가축 소변을위한 퇴비화 시설에서 방출되는 악화 물질을 제거하는 기술로 사용되었습니다바이오 필터ya토양 탈취일부 시설에서 도입되었지만 많은 양의 암모니아를 처리하기 위해 더 큰 크기와 더 큰 면적이 필요했으며보다 컴팩트 한 장치가 필요했습니다
AIST는 현재 위험 물질이자 유용한 물질 인 암모니아를 회복하고 재사용하기 위해 바카라 하는 법제를 연구하고 개발하고 있습니다 이 중 색소로도 알려진 프러시아 블루는 상업적인 바카라 하는 법 물질을 초과하는 암모니아 바카라 하는 법 성능을 나타내며 얇은 산으로 세척 할 때 재사용 할 수있는 바카라 하는 법 물질입니다 (애니메이션 2016 년 5 월 10 일 AIST 보도 자료) Prussian Blue는 인간이 이해할 수없는 매우 낮은 농도 (01 ppmv 미만)에서도 암모니아를 흡수 할 수 있으며, 매우 낮은 농도의 암모니아가 효과가있는 미술관과 수소 스테이션에서 사용될 것으로 예상됩니다 그 이후로, 우리는이 바카라 하는 법제를 사회에서 사용할 수 있도록 재료 최적화, 체계화 및 테스트를 시연하기 위해 노력해 왔습니다
또한 이번에는 일본 농업 연구 연구소 연구소 연구소 지원 센터 (Innovative Technology Development and Emergency Development Project) (지역 전략 프로젝트)에 의해 지원되었습니다
암모니아를 제거하는 바카라 하는 법제는 돼지 집과 퇴비 시설에서 일정한 암모니아를 제거하기 위해 높은 바카라 하는 법 성능이 필요합니다 또한, 바카라 하는 법 후 다시 재생되고 사용해야한다 또한, 물 분자와 암모니아 분자는 유사한 특성을 가지므로, 물이 공기에서 수증기로 공존하는 실제 조건에서도 암모니아를 흡수 할 수 있어야한다
먼저, 우리는 바카라 하는 법 장치에 사용하기 위해 최적의 프러시아 블루 아날로그 및 과립을 선택하는 작업을 수행했습니다 Prussian Blue는 철 이온이 탄소와 질소에 의해 정글 체육관과 같은 3 차원 방식으로 연결되어 있으며 1 나노 미만의 균일 한 구멍이있는 구조입니다 프러시아 블루 아날로그는 프로이센 블루를 구성하는 두 가지 유형의 철 이온이 다른 금속 이온으로 대체되지만 재사용 가능하고 저렴한 암모니아 바카라 하는 법제를 개발하는 것을 목표로 재사용 가능하고 저렴한 암모니아 바카라 하는 법제를 개발하기위한 목표를 통해 70 가지 이상의 유형의 Prussian Blue를 합성하고 평가했습니다 암모니아 바카라 하는 법제 결과적으로, 철 이온 중 하나가 구리 이온으로 대체 된 프러시아 블루 아날로그 (구리 프러시아 블루)가 적합했습니다
다음, 구리 프러시아 블루를 장치에 장치에 부착하기 위해 대기에서 암모니아를 효율적으로 흡수하기 위해 구리 프러시아 블루 파우더를 바인더와 혼합하고 약 3-5mm의 직경으로 과립 바카라 하는 법제를 개발하기 위해 과립 하였다 과립 바카라 하는 법제에 필요한 특성은 높은 바카라 하는 법 성능, 충분한 기계적 강도를 가지고 있으며 재생 작업 중에 손상되지 않았으며 이들은 검증되었다는 것입니다
분말은 실험실에서 측정되었고, 과립 바카라 하는 법제는 돼지 집에서 측정되었고, 돼지 집에서 암모니아 바카라 하는 법량을 측정하고, 10 ppmv의 암모니아를 함유하는 25 ℃에서 공기의 이론적 처리량 (L)에서 비교되었다 분말을 처리 할 수있는 공기의 양은 g 당 5,200 L이고, 입상 바카라 하는 법제는 g 당 3,900L이며, 분말의 74% 이상의 바카라 하는 법 성능을 갖는 것으로 확인되었다 (도 1) 분말은 암모니아 농도가 10 ppmv 및 0%의 습도로 공기로 실험실에서 테스트되었고, 과립 바카라 하는 법제는 후쿠시마 현의 실제 돼지 집에서 공기 및 기타 물질을 공존하는 다른 물질로 테스트되었다 (암모니아 농도가 80%)
 |
| 그림 1 암모니아 바카라 하는 법 테스트 구리-프러시아 블루 분말 및 세분화체, 과립 바카라 하는 법제의 사진 및 구조적 이미지 |
바카라 하는 법 된 암모니아가있는 세분화 된 바카라 하는 법제는 암모니아를 제거하기 위해 얇은 산으로 세척하여 암모니아 바카라 하는 법제로 다시 사용할 수 있습니다 반복 된 암모니아 바카라 하는 법 및 재생시 과립 바카라 하는 법제의 내구성을 확인하기 위해, 얇은 산으로 씻어 돼지 공기 및 암모니아 탈착으로부터 암모니아를 바카라 하는 법 시켰으며, 결과적으로 세척 중 암모니아 탈착의 양의 변화가 확인되었고, 반복적 인 사용은 최대 30 사이클에 가능 하였다 또한, 30 사이클 후 바카라 하는 법제의 모양이 특히 손상되지 않았으며 재생 및 재사용을 견딜 수있는 강도를 가졌다는 것이 확인되었다
이 세분화 된 바카라 하는 법제는 벤트가있는 천공 판, 50cm 높이의 x 60cm 높이 x 5cm, 암모니아 바카라 하는 법 필터가 사용되었다 (그림 2 (a)) 이 암모니아 바카라 하는 법 필터 및 팬을 결합하여 구리-프로이센 블루 과립 바카라 하는 법제를 사용하여 암모니아 바카라 하는 법 장치를 개발 하였다 개발 된 바카라 하는 법 장치의 효과를 확인하기 위해, 8m 폭 6m 깊이의 x 2m x 2 m 높이의 밀폐 된 면적에서 개발 된 암모니아 바카라 하는 법 장치가 돼지 집 안에 설치되었고, 40 개의 돼지가 상승하여 해당 지역 내의 암모니아 농도를 측정했습니다 (그림 3) 또한, 암모니아 바카라 하는 법 장치가 설치되지 않은 영역도 제공되었으며, 바카라 하는 법 장치가 설치되어 있는지 여부에 따라 암모니아 농도의 차이를 비교 하였다 바카라 하는 법 장치가 설치되지 않은 영역은 암모니아 농도가 높았으며 약 30 ppmv에 도달했습니다 한편, 바카라 하는 법 장치가 설치된 영역에서, 냄새 강도의 지표 인 냄새 강도는 거의 35에 해당하는 5 ppmv의 농도보다 낮았으며, 잘못된 냄새를 제거하는 효과가 확인되었다 (도 4)
 |
| 그림 2 암모니아 바카라 하는 법 필터 (A) 및 IT (B), 전자 현미경 이미지 (C), 결정 구조 (D) |
 |
| 그림 3 돼지 집에 설치된 암모니아 바카라 하는 법 장치 |
가축 분뇨를위한 퇴비 시설에서 방출 된 배기 가스의 악취는 또한 암모니아에 의해 발생하며 암모니아 농도는 수백 ppmv 이상이며, 이는 돼지 집 내에서보다 1 대가 더 높습니다 또한 퇴비 시설에서 배기 가스의 습도가 높기 때문에 (거의 100%), 기존 암모니아 바카라 하는 법제에 대한 바카라 하는 법은 어려웠다 따라서, 우리가 돼지 집과 유사한 장치를 사용하여 필터를 증가 시켰을 때, 우리는 그것을 바카라 하는 법하려고 시도했고, 배기 가스의 암모니아 농도가 100 ppmv 일 때, 하나의 필터조차도 40 ppmv로 떨어졌고, 3 개를 사용했을 때 거의 0 ppmv에 도달했습니다 (그림 5) 이번에 개발 된 암모니아 바카라 하는 법 시스템은 퇴비 시설에서 악취를 방지하는 데 효과적인 것으로 밝혀졌습니다
데모 실험에 참여한 돼지 농부는 "악취를 제거하는 관점에서 퇴비 시설은 종종 문제가됩니다 퇴비 장치로 사용될 수 있다면 아마도 더 빨리 사용될 것입니다"
 |
| 그림 4 바카라 하는 법 장치가 있는지 여부에 따라 암모니아 농도의 변화 비교 |
 |
| 그림 5 퇴비 시설 (상단) 및 배기 가스 통기 전후의 암모니아 농도에서 배기 가스에서 암모니아를 제거하는 데 사용되는 바카라 하는 법 시스템 (하단) |
또한 이번에 개발 된 기술은 가축 현장뿐만 아니라 화장실, 요양 시설 및 암모니아로 인한 악취로 고통받는 스포츠 체육관에서도 사용될 것으로 예상됩니다 또한 암모니아는 또한 부식성 가스이기 때문에 반도체 제조 공장에서 품질 유지, 박물관에서 전시물 유지 및 에너지로 사용되는 수소를 정화하는 등 다양한 상황에서 제거하는 것은 어려운 일입니다 이러한 문제를 해결하는 데 기여할 것으로 예상됩니다
암모니아는 향후 돼지에서 제거 될 것이며 돼지 발달 효율을 향상시키는 효과가 평가 될 것입니다 또한, 우리는 또한 비료와 같은 다른 목적으로 회수 된 암모니아를 사용하는 방법을 고려할 것입니다