超臨界流体のソースを表示

{{混同|臨界状態}}
{{出典の明記|date=2012年11月}}
[[File:Phase-diag.svg|thumb|right|300px|代表的な相図。[[臨界点]]は図中のcritical pointにあたる。緑と青の線に挟まれたliquid phaseは液相、赤と青の線より下のgaseous phaseは気相、右上の'''supercritical fluid'''は'''超臨界流体'''を表す。]]
'''超臨界流体'''（ちょうりんかいりゅうたい、[[英語]]：supercritical fluid）とは、[[臨界点]]以上の[[温度]]・[[圧力]]下においた物質の状態のこと。[[気体]]と[[液体]]の区別がつかない状態といわれ、気体の[[拡散]]性と、液体の[[溶解]]性を持つ。

なお、[[原子力工学]]で扱う「[[臨界状態]]」は、全く意味を異にするので注意が必要である。

{|class="wikitable" style="text-align:center"
|+溶媒の臨界 
|-
! rowspan="2" | 溶媒 !! 分子量 !! 臨界温度 !! 臨界圧力 !! 密度
|-
| g/mol || [[ケルビン|K]] || [[パスカル|MPa]] ([[気圧|atm]]) || g/cm<sup>3</sup>
|-
| [[二酸化炭素]]
| 44.01 || 304.1 || 7.38 (72.8) || 0.469
|-
| [[水]]
| 18.02 || 647.3 || 22.12 (218.3) || 0.348
|-
| [[メタン]]
| 16.04 || 190.4 || 4.60 (45.4) || 0.162
|-
| [[エタン]]
| 30.07 || 305.3 || 4.87 (48.1) || 0.203
|-
| [[プロパン]]
| 44.09 || 369.8 || 4.25 (41.9) || 0.217
|-
| [[エチレン]]
| 28.05 || 282.4 || 5.04 (49.7) || 0.215
|-
| [[プロピレン]]
| 42.08 || 364.9 || 4.60 (45.4) || 0.232
|-
| [[メタノール]]
| 32.04 || 512.6 || 8.09 (79.8) || 0.272
|-
| [[エタノール]]
| 46.07 || 513.9 || 6.14 (60.6) || 0.276
|-
| [[アセトン]]
| 58.08 || 508.1 || 4.70 (46.4) || 0.278
|}
==用途==
'''超臨界流体'''としてよく使用される物質は、[[水]]と[[二酸化炭素]]である。

超臨界流体の[[水]]は酸化力がきわめて高いため、腐食しにくいといわれている[[ハステロイ]]や[[白金]]－[[イリジウム]]合金、さらに[[金]]や[[タンタル]]までもが腐食する。安定な物質である[[セルロース]]や[[ダイオキシン]]、[[ポリ塩化ビフェニル|PCB]]も[[水#亜臨界水・超臨界水|超臨界水]]中では分解するといわれている。酸化力が極めて高いがゆえに使いづらいケースも多く、その場合は[[水#亜臨界水・超臨界水|亜臨界水]]を用いる。

また、超臨界流体の[[二酸化炭素]]は、様々な物質をよく溶解する。目的物を溶解した超臨界二酸化炭素を臨界点以下にすると、二酸化炭素は[[気化]]するので、後には[[溶質]]のみが残る。気化した二酸化炭素は回収して再利用が可能である。このプロセスは実際に[[コーヒー]]の[[デカフェ|脱カフェイン]]などに使用されている。

以上のように、超臨界流体を使用したプロセスは従来の[[重金属]]や[[強酸]]などの[[触媒]]を使ったプロセスや[[可燃性]]や[[毒性]]のある[[溶媒]]をこのプロセスに置き換えることで、環境に対する影響を低減させる特徴を持つ。また、ダイオキシンに代表される有害物質の分解にも使用可能である。そのため、[[グリーンサスティナブルケミストリー]]の視点から注目を集めている。ただし、高温高圧の条件が必須であるため、装置は[[高圧ガス保安法]]の適用を受ける場合が多い。また、溶解性や反応性が高いため、容器や[[シール (工学)|シール]]の材質にも配慮が必要である。以上の理由から、超臨界流体関係装置の容積は必ずしも大きくない。

[[火力発電]]では、作動流体である水蒸気の圧力及び温度は、高ければ高いほど発電所一基当たりの熱効率が高くなる。このため、ボイラーに貫流ボイラーを使用し、発生する蒸気の圧力・温度を水の臨界圧以上に高めた超臨界流体が使われている。そのような発電技術を超臨界圧（Super Critical: '''SC'''）、又は超超臨界圧（Ultra Super Critical: '''USC'''）と呼び、2013年における最新式の石炭火力発電プラントで実用化されている。

== 関連項目 ==
{{Multicol}}
* [[固体]]
* [[液体]]
* [[気体]]
* [[蒸気]]
* [[プラズマ]]
{{Multicol-break}}
* [[融点]]
* [[沸点]]
* [[三重点]]
* [[昇華 (化学)|昇華]]
* [[臨界点]]
{{Multicol-break}}
* [[超臨界流体クロマトグラフィー]]
* [[超臨界乾燥]]
* [[超臨界流体発電]]
* [[ハーバー・ボッシュ法]]
* [[超臨界流体部会]]
{{Multicol-end}}

{{物質の状態}}
{{DEFAULTSORT:ちようりんかいりゆうたい}}
[[Category:物質の相]]
[[Category:相転移]]