オゾンや気候に悪影響を与えるため、耐久性の高い CFC をベースにした一部の冷媒は禁止されています。そのため、大気中での寿命が短く、すぐに消滅してしまう代替冷媒であるハイドロフルオロオレフィンが冷蔵庫で使用されることが増えています。しかし、これらの化学物質は環境に予期せぬ影響を及ぼしているようでもあり、その一部はオゾンと反応すると長期持続性の温室効果ガスであるフルオロホルムを形成する可能性があることが、新しい研究で示されている。これは、気候に優しい化学物質としてのそれらの分類に疑問を投げかけます。
いわゆるクロロフルオロカーボン（CFC）は大気中に何百年も残り、オゾン層にダメージを与えるため、1987年の国連モントリオール議定書以来禁止されています。それ以来、業界では冷蔵庫などの代替冷媒としていわゆるハイドロフルオロオレフィンが使用されてきました。これらのフッ素含有化合物は、空気中のヒドロキシルラジカルと容易に反応し、オゾン層に悪影響を与える前に分解されるため、大気中での寿命はフロンよりも著しく短いと考えられています。しかし、研究チームが発見したように、どうやら懸念すべき化学副反応もあるようです。
一部の冷媒はフルオロホルムを生成します
オルレアンにあるフランス国立科学研究センター(CNRS)のマックス・マクギレン率いる研究者らは、ヒドロフルオロオレフィン冷媒グループの5つの物質がどの程度の速さで化学変化し、その結果どの生成物が形成されるかを実験室で測定した。彼らは、5 つのヒドロフルオロオレフィンのうち 3 つ (CH2=CHCF3、trans-CHF=CHCF3、cis-CF3CH=CHCF3) が、製品内にオゾン (O3) が多量に存在する場合、数日以内に生成物フルオロホルム (CHF3、トリフルオロメタン) を形成することを発見しました。環境が存在していた。この反応が実験室の外でも起こるかどうかを判断するために、研究者らは大気の化学組成とそれに含まれるガスの分布を調べた。この分析により、大気中のハイドロフルオロオレフィンはオゾンよりもヒドロキシルラジカルと反応する可能性がはるかに高いが、全ハイドロフルオロオレフィン分子の最大 3% もオゾンと反応する可能性があることが判明しました。
科学者らの報告によると、これらの副反応はまれに、非常にゆっくりと発生しますが、無害ではありません。フルオロホルムは、大気中に長期間留まる非常に長寿命のガスです。分析によれば、それは500年後もそこで温室効果ガスとして作用し、したがって地球温暖化の一因となる可能性がある。一方、ヒドロキシルラジカルとの反応は実際には非常に急速に起こるため、マクギレンと彼の同僚が発見したように、ほとんどのヒドロフルオロオレフィンはわずか 10 日後には無害な物質に変換されます。
すべてのハイドロフルオロオレフィンが気候に有害であるわけではありません
全体として、この研究は、ハイドロフルオロオレフィンから作られた最新の冷媒が以前の CFC 冷媒よりも環境にはるかに優しいことを示していますが、深刻な環境リスクももたらしています。一部のヒドロフルオロオレフィンは副生成物のフルオロホルムのため、大気に対するそのような化学物質の許容可能な影響について世界気象機関が設定した制限を超えています。マクギレンらは、まだ解明されていない他のヒドロフルオロオレフィンが、オゾンと接触すると、フルオロホルムに似たフッ素を含む長寿命の温室効果ガスを生成する可能性があるのではないかと疑っている。しかし、ヒドロフルオロオレフィンのグループの中には、そのような製品を形成できないような化学構造をもつ物質も存在します。研究者らは、この知識によって産業界が将来、使用する化学物質の長期的な環境への影響をより適切に評価できるようになることを期待している。
出典: Max McGillen (CNRS) et al.、米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2312714120
