グリシン熱分解におけるアンモニア生成：イオン対反応メカニズムの解明

アミノ酸はバイオマス熱分解における窒素排出の主要な要因ですが、その熱分解を支配する反応メカニズムはまだ部分的にしか理解されていません。本研究では、系統的な反応経路探索アルゴリズムと化学的洞察、密度汎関数理論（DFT）シミュレーションを組み合わせて、最も単純なアミノ酸であるグリシン（Gly）の熱分解を調査し、環境に有害なNOx種の主要な前駆体であるアンモニア（NH3）の生成に焦点を当てました。Glyの熱分解に関する包括的な反応ネットワークを導出しました。特に、水（H2O）が気相中での単純な二量体化によって生成されるのとは対照的に、NH3の生成は中程度の温度と低圧条件下では動力学的に不利であることを示しましたが、凝縮相ではイオン対プロトン交換駆動の重合経路を含む多体メカニズムを介して、はるかに小さな障壁で進行することができます。このような条件下では、NH3の生成がH2Oの形成と競合することを予測し、理論的予測と実験的観察を調和させました。

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