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OHラジカルとは

自然界のOHラジカル

 

OHラジカルは地上はるか上空で太陽光に含まれる紫外線によりオゾンが分解され、生成された酸素分子が水蒸気と反応し生じることが知られていました。 水の分子(H2O)から水素(H)1つがオゾンに奪われ、水素・酸素1個づつのOHが生成されます、この際水素とともに電子1個を奪われることから不対電子となり、他の物質から電子を奪って安定化しようとする酸化力が強くなります。 OHラジカルの酸化力は、オゾンよりはるかに強く、全物質の中でフッ素に次ぐ強さを持っています。 自然界では地上はるか上空で大気中の様々な物質と速やかに結合し、大気中の窒素酸化物や一酸化炭素・メタンなどを分解、湿性沈着により大気から除去する作用を行い、生命活動維持に大きな役割を果たす「大気清浄機」のような役割を果たしています。 通常強力な酸化力のため生成後ほぼ瞬時に付近の何かと反応しH2Oになるため、きわめて寿命が短く「数ミリ秒」と言われています。

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有機物分解法

模式図

OHラジカルは有機物と衝突すると、何らかと結合している水素を奪い取りH2Oになります。水素を奪われた有機物は奪われた部分の結合の不安定を修復するため、形状を変えたり、分裂したりします。
プラスチックやPCBやPFAS等も同じ原理で水素を奪い分解することができます。
「ゴミ」から石油化学製品を分離・分解出来たらゴミ問題の大部分は解決できるようになります。
有機物促進分解では、大量のOHラジカルによる継続的な水素のはく奪により、超巨大な分子数がある有機物も分解することができます。

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人工的作成

電子衝突

このようなOHラジカルの性質を民生に生かす研究が進み、強力な酸化力で病原菌ウイルスの組成を破壊し無力化する「除菌装置」や悪臭のもととなる物質を酸化し無臭にする「消臭装置」などに、OHラジカル生成器を組込んだ製品が実用化されています。
それらの効果を研究・解明した論文も多数発表されています。 パナソニックのナノイー、ダイキンのストリーマ、シャープのプラズマクラスターなどCM等でよく耳にしますが、OHラジカルの酸化力で、ウイルスや匂いの元を破壊することは共通です。OHラジカルの生成方法がそれぞれのメーカーの独自の手法によるため、それぞれ独自の呼称が使われていますが基本はOHラジカルです。
人工的なOHラジカルの生成は、水の分子に何らかのショックを加えてH2OをHとOHに分割します。多くの場合水中や、水蒸気が充満した環境内で電子発生機から電子eを放出し水分子と電子衝突させます。
これらに使われる電子発生機はおおがかりなものではなく、エアコンや空気清浄機等に組込まれる基盤の一部でそれ自身の消費電力は1W未満と小さく容易に実装が可能です。

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社会生活への応用

OHラジカル家電

OHラジカルは強力な酸化力(水素を奪う力)を持つため、炭素と水素の化合物である有機物に対して大きな影響を与えます。エアコンや空気清浄機等ではOHラジカルがウイルスや臭気の元である有機物から水素を奪うことで有機物は分解され無害化・無臭化されます。 人の体も有機物なので、大量超高密度のOHラジカルを浴びるとリスクがないわけではありませんが、通常は琵琶湖にコップ一杯の酒を注いだ程度の影響でしかなく、しかも短時間で消滅するので安全です。このOHラジカルを医療や衛生管理・分解しにくい有機物(PCBやダイオキシン・PFAS)などの分解無害化を行うための研究・開発が各所で行われています。
難分解性有害有機物処理への適用を目指すOHラジカル発生装置

OHラジカル類の生成と応用技術 : 特性・反応・シミュレーションから環境浄化・衛生管理・製造プロセスへの応用まで/a>

OHラジカル類・オゾン生成法と環境浄化・殺菌への応用」セミナーでの講演

最先端プラズマ・紫外線照射技術を併用したガス中のヒドロキシラジカル生成プロセスを活用した制菌システムの開発

廃棄物リサイクルへの応用 このWEBsiteでご紹介する ERCM・ERCMは、OHラジカルが有機物の水素を奪って、より小さな分子へと分解してゆく(有機物促進酸化分解)を利用して厄介な廃棄物を、燃やさずコストをかけずに分解する。単に分解するだけではなく有機物が取り除かれた後、リサイクル・リユースが可能となる有価物生成装置です。 タイヤやプラスチック・ビニル等から石油を再生できます。 電子基板等から固着時の合成樹脂を分解し有用金属類の再利用ができます。 海洋漂着物も塩分の悪影響を無視して分解できます。 etc etc etc
地球環境の困りごとをスマートに解決する可能性に満ちた装置です。

 

 

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