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がっちりマンデー【儲かる元素!万能窒素・ジルコニウム・カリウムイオン】

2022年6月26日放送の「がっちりマンデー」で【儲かる元素】について紹介されました!

元素と聞いただけで、昔の化学の授業を思い出し憂鬱になりそうですが、私たちの身近なところで、元素は大活躍しているという内容です。

DVD・ブルーレイの読み書きをするのは「原子番号52 テルル」だし、信号機の赤青黄色に使われているのは「原子番号31番 ガリウム」の元素なんです。

大活躍の元素の儲かる秘密に迫ります。

ゲストは森永卓郎さんとアンガールズの田中卓志さんです。

目次

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「原子番号7番 窒素」で儲ける!

大阪府大阪市にある エア・ウォーター㈱ は、窒素を作る会社なのです。

窒素の年間売り上げは300億円といいます。

エア・ウォーター㈱ 枚方工場長 辻清仁さんが詳しく説明してくれました。

どうやって窒素を作っているの?

窒素とは良く耳にしますが、空気中に78%含まれている豊富な元素なのです。

空気中の成分比率

酸素 21%  窒素 78% その他 1%

窒素を取り出すのは、なかなか難しく、高さ59メートルの分離塔の中で酸素と窒素にわけているのです。

酸素の沸点が ー183℃  窒素の沸点が ー196℃ という違いから冷たいものから上に溜まる性質を利用して分離しています。

ー183℃まで冷やすと酸素が先に液体になるので、液体になった酸素を抜いて、さらにー196℃に冷やして窒素の液状にして取り出すのです。

液体にした、とれたてほやほやの液体窒素に木工用ボンドを入れて見ると瞬時に凍ってポキポキに折れる様子を見せてくれました。

急速に冷やすことが出来るので、鮮魚や野菜などの冷凍保存にも使われているのです。

ポテトチップスの袋にも窒素は使われていた。

空気中の酸素が油が付いたポテトチップスに付くと酸化して傷んでしまうのですが、窒素はくっつきにくく、何もしない「沈黙の元素」なのです。

なのでポテトチップスには窒素を入れているので傷みにくいのです。(知りませんでしたが確か袋にもそれらしいことが書かれていたような気がします。開けるまで袋がパンパンですよね。)

エア・ウォーター防災も窒素でがっちり!

兵庫県神戸市にある エア・ウォーター防災はエア・ウォーターの子会社です。

常務取締役 四方厚さんが詳しく説明してくれました。

この会社は発売から24年で累計1,000億円を計上しているのです。

どんな風に窒素を使っているのか?

エア・ウォーター防災 開発部長の後藤秀晃さんが実験をみせてくれました。

部屋から火を出して、天井の消火器具から窒素を噴射していくのです。

すると部屋の中の酸素がどんどん減って行き、酸素が13%になった時、火が消えました。

酸素が残っているので直後に部屋に入っても大丈夫なのです。

「酸素濃度」が14%〜13%位まで下がると火が消えます。

こちらの会社は窒素で酸素を減らして消化する設備を製造販売しているのです。

現在水や泡などで消化が出来ないデータセンターなどで大活躍なのです。

* 前は二酸化炭素を撒く方法もあったが酸素がないと人が入れない欠点があったそうだ。

エア・ウォーター㈱の公式HPはこちらです!

ドローンで飛ぶ窒素!

北海道旭川市にある 神楽農機JAPAN㈱ という会社が窒素で儲かっていました。

さっそく神楽農機JAPAN㈱ 市川範之さんが詳しく説明してくれました。

窒素は動植物が成長するのに欠かせないタンパク質やアミノ酸の元となる元素なのです。

その窒素で窒素肥料を市川さんはつくっているのです。

普通の肥料の約3倍の高窒素肥料を協力会社と一緒に開発しました。

1袋 6000円を500個限定で販売したところ完売したほど人気の肥料です。

窒素濃度が3倍と言うことは3分の1の量で済むのです。

窒素肥料はなんとドローン用!

ドローンは積載量が10~20キロなので、この窒素濃度3倍ならドローンで撒けるのです。

ドローン用高濃度窒素肥料のメリット

① 的確な量を撒ける。

② スピーディー。

③ 稲を傷めない。

天候不良で苗が育ちにくい時でも安く簡単に追加で肥料が撒ける、追肥が空中から出来るのはメリットなんです。

平年並みの収穫が見込める可能性があると注目されているのです。

空気の中にある窒素って凄いんですね、意外と考えた事なかったです。

神楽農機JAPAN㈱の公式HPはこちらです!

「原子番号40 ジルコニウム」で儲ける!

主な産出国はオーストラリアで1g 0.2円 なのです。

どんな元素なのでしょうか?

大阪府大阪市にある 第一稀元素化学工業 でその元素が使われていました。

第一稀元素化学工業 代表取締役 國部洋さんが詳しく説明してくれました。

1956年の創業以来「ジルコニウム」一筋だといいます。

年間売り上げは大体300億円くらいだといいます。

ジルコニウムの使い道は?

自動車、スマホ、パソコン、キッチンナイフ、義歯などに使われているというから驚きです。

第一稀元素化学工業 技術本部長 岡本博さんに「ジルコニウム」について詳しく尋ねてみました。

最大の特長は「ジルコニウム」と他の元素がくっつくと、その元素の特長をさらにバージョンアップさせたり、これまでになかった特性を生み出したりするのです。

非常に魅力的なミステリアスな元素なんです。

事例

①「原子番号39 イットリウム」+「原子番号40 ジルコニウム」

高じん性、高強度、要はセラミックとして硬さとしなやかさを備える事が出来ます。

単体ではしなやかさなどはないのですが足すことでしなやかさが生まれます。

<用途としては 包丁、義歯、などに使われています。>

②「原子番号58 セリウム」+「原子番号40 ジルコニウム」

自動車用の排ガス浄化触媒に使われています。

排ガスの抑制に欠かせないセリウムの能力をアップします。

<用途として排ガス浄化触媒の材料として大活躍!>

自動車業界でのシェアは40%で世界一なのです。

今もっとも熱い「ジルコニウム」の魔法!

燃料電池の固体電解質の材料として使われます。

酸素イオンを動かすことで電力を生み出すことでイオンが通りやすくなります。

「ジルコニウム」と「イットリウム」の組み合わせで「イットリウム」の量を増やすことで上手く隙間が生まれて、金属なのに酸素を通すという不思議な性質が生まれます。

酸素と水素を反応させて燃料電池が上手く作れる仕組みなのです。

第一稀元素化学工業の公式HPはこちらです!

「原子番号19 カリウム」で儲ける!

主な原産国はカナダで、バナナやホウレンソウなど多くの食品に含まれている生命に欠かせない必須ミネラルなのです。

今「カリウム」がある理由で注目を集めているといいます。

東京理科大学 理学部 応用化学科 駒場真一教授が詳しく説明してくれました。

「カリウム」で電気が作れる?

リチウム電池を超えるカリウム電池を作り続けているのが的場教授なのです。

純度のカリウム金属はかなり軽い金属でカッターで切れるほど柔らかいのです。

カナダに「リチウム」と比べると豊富な資源が500倍あると言われています。

「カリウム金属は空気に触れると燃えてしまうために完全に密封された箱の中で作業しているのです。

駒場教授は大手企業と一緒に「カリウムイオン電池」を開発しているのです。

その秘密は元素周期表にある

カリウムは縦の列で「アルカリ金属」という仲間に分類されています。

電池にするには都合の良い性質の仲間で、「原子番号1 水素」は燃料電池として注目を浴びていますし、「原子番号3 リチウム」は軽くて長持ちする「リチウムイオン電池」として儲かり元素なのです。

2013年にカリウムでも作れるのではないかと研究を開始したのです。

2015年に開発に成功したのです。

研究が進めば急速充電も出来るようになるよ言います。

デメリットが一つ

元素番号の数字が大きいほど重くなる傾向の為に「リチウム電池」より重くなるのがデメリットなのです。

リチウムより5~6倍重くなるので、現代、期待されているのは電気を貯めて置く大型電池だと言います。

教授の夢は「リチウム電池より軽くすること!」と言います。

日本には凄い開発者が沢山いて誇らしい気持ちになります。

森永さんのコメント

リチウムは中国やチリなどが産出国で政治的に不安定なところが、あると何かあると全く入って来なくなるのです。

それに比べるとカナダは凄く安定しているので期待が高まっているのです。

何だか今の社会情勢だと納得してしまいます。

森永さんのCM②の後で!

森永さんのおすすめの元素は「原子番号73 タンタル」です。

昔から透明な金属はできないと言われていたのです。

ところが「酸化タンタル」「酸化アルミニウム」を1対1で混ぜるとガラスのように透明で鉄のように強い金属になることがわかったと言います。

森永さんはその割れないコップが欲しいと言ってましたが、加藤さんに重くて飲めないよ!言われていました。

建物の前面ガラス壁などになりそうですね。

がっちりマンデーの「元素周期表」わかりやすかったですね。

「プレゼント」になってました。

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まとめ

今回、わたしの一番苦手な化学のビジネスの話でしたが結構身近にお世話になっているんですね。

包丁なんて質が良ければ一生使えますが、こんな元素のかけ合わせで素晴らしい商品や製品が出来ているのですね。

日本の技術は素晴らしいと思った回で、カルシウムイオン電池を楽しみにしています。