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2,3,3,3-テトラフルオロプロペン

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
2,3,3,3-テトラフルオロプロペン
2,3,3,3-Tetrafluoropropene molecule
物質名
優先IUPAC名

2,3,3,3-Tetrafluoroprop-1-ene
別名

HFO-1234yf; R1234yf; R-1234yf; 2,3,3,3-Tetrafluoropropylene

識別情報
3D model (JSmol)
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.104.879 ウィキデータを編集
EC番号
  • 468-710-7
UNII
国連/北米番号 3161
性質
C3H2F4
モル質量 114 g/mol
外観 Colorless gas
密度 1.1 g/cm3 at 25 °C (liquid); 4 (gas, relative, air is 1)
沸点 −30 °C (−22 °F; 243 K)
198.2 mg/L at 24 °C, 92/69/EEC, A.6
log POW 2.15, n-octanol/water, 92/69/EEC, A.8
蒸気圧 6,067 hPa at 21.1 °C; 14,203 hPa at 54.4 °C
危険性
GHS表示:
可燃性
H220
P210, P260, P281, P308+P313, P410+P403
405 °C (761 °F; 678 K)
爆発限界 6.2% vol.; 12.3% vol.
特記無き場合、データは標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。
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2,3,3,3-テトラフルオロプロペン（HFO-1234yf ）とは、分子式CH2=CFCF3.のハイドロフルオロオレフィン（HFO）である。主な用途は、地球温暖化係数（GWP）の低い冷媒である[1][2]。

冷媒としてはR-1234yf と命名され[1]、ケマーズ社からはOpteon YF、ハネウェル社からはSolstice yfという名前で販売されている[3]。R-1234yfは、非共沸冷媒混合物R-454Bの成分でもある。

HFO-1234yfのGWPは二酸化炭素よりも低く[4][5][2]、CO2の1,430倍のGWPを持つR-134aに比べ格段に低い[6]。このため、HFO-1234yfは、車両用エアコンにおけるR-134aの優れた代替品である。2022年時点で、米国の新車の90パーセントがHFO-1234yfを使用すると推定されている[7]。

従来の車両用冷媒とは異なり、HFO-1234yfは微燃性であり、これがどれほどのリスクをもたらすかについては後述する。

大気中で分解、近年環境汚染物質として注目されるPFASの1つであるトリフルオロ酢酸が発生する[8]。

EUがPFASの規制を検討しているため、将来的には廃止されるかもしれない[9][10]。

2025年9月現在、アメリカでは州によって規制にバラツキがあり、EPA（アメリカ環境保護庁）で推奨されている冷媒が州では禁止対象であったり業界の反発を受け規制が撤回されたり、事態は混迷かつ流動的である[11]。

物性値

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R-1234yfとR-134aの物性値[12][13]
R-1234yf R-134a
組成(Wt%) R-1234yf R-134a
分子量 114 102.0
沸点(℃) -29 -26.1
臨界温度(℃) 95 100.9
蒸気圧力(25℃) 0.677MPa 0.665MPa
蒸気圧力(80℃) 2.44MPa 2.63MPa
燃料範囲(Vol%空気中) 6.2〜12.3 不燃
オゾン破壊係数(ODP) 0 0
地球温暖化係数(GWP) <1 1430

自動車での利用

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HFO-1234yfは、バーバラ・ハビランド・マイナー率いるデュポン社のチームがハネウェル社の研究者と共同で開発した[14][15]。彼らの目標は、2011年に発効し、欧州で販売されるすべての新車プラットフォームのエアコンシステムに二酸化炭素の150倍未満の地球温暖化係数（GWP）を持つ冷媒を使用することを義務付けた欧州指令2006/40/ECを満たすことだった[16][17]。HFO-1234yfの100年GWPは当初4と考えられていたが、現在では100年GWPは1未満であると考えられている（二酸化炭素のGWPは1.0）[2][5]。

2006/40/ECに準拠するために開発された代替冷媒の中で、HFO-1234yfは自動車メーカーにとって切り替えコストが最も低かった[18][19]。これは、100年GWPが1430であるR-134a冷媒[6][20]の「ほぼ代替品」として使用できる[21]。HFO-1234yfは、その可燃性のためにいくつかの異なる特殊な機器が必要であるものの[22]、修理工場ではR-134aと非常によく似た取り扱いができる。HFO-1234yfとR-134aベースのシステムの互換性に影響を与えるもう1つの問題は、潤滑油の選択である[23]。

2010年7月23日、ゼネラルモーターズは、米国で2013年のシボレー、ビュイック、GMC、キャデラックモデルにHFO-1234yfを導入すると発表した[24]。その後まもなく、ハネウェルとデュポンは、中国江蘇省常熟にHFO-1234yfを生産するための製造施設を共同で建設すると発表した[25]。2012年、キャデラックはR-1234yfを使用した最初のアメリカ車を生産した[26]。それ以来、クライスラー[27]、GMC[28]、フォード[29]はすべて、車両のR1234yfへの移行を開始した[22]。

日本の自動車メーカーもR1234yfへの移行を進めている。ホンダとスバルは2017年モデルからこの新冷媒の導入を開始した[26]。2017年から2018年にかけて、BMWは全モデルをR-1234yfに切り替えた。2018年時点で、OEM（オリジナル機器メーカー）の新車の50パーセントがR-1234yfを使用していると推定されている[30]。

2017年、ハネウェルは、この化合物の需要増加に対応するため、ルイジアナ州ガイスマーに新工場を開設した[31]。ハネウェルとデュポンは、HFO-1234yfに関する特許の大半を保有しており[25]、2018年も依然として主要な製造業者であった[32]。

可燃性

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この製品はASHRAEによってわずかに可燃性に分類されているが、SAEインターナショナルによる数年にわたるテストでは、車両が通常経験する条件下では発火しないことが証明されている[16]。2008年に実施されたテストでは、発火するには900℃（1,650℉）を超える温度とPAGオイルとの混合が必要であることが示された[33]。2,3,3,3-テトラフルオロプロペンは、炎に入ると、非常に腐食性が高く毒性のあるガス状のフッ化水素とフッ化カルボニルを放出する[34]。

2012年8月、メルセデス・ベンツは、正面衝突の模擬実験でこの物質が発火することを実証した。試験を担当したダイムラーの上級エンジニアは、「我々は衝撃で凍りついた。それを否定するつもりはない。今見たものを理解するのに1日かかった」と述べた。研究者が2,3,3,3-テトラフルオロプロペンとエアコンコンプレッサーオイルを車の高温のエンジンに噴霧したところ、3回のうち2回は発火した[35]。9月、ダイムラーはプレスリリースを発表し[16]、この冷媒を使用している車のリコールを提案したが、自社の設計では古い冷媒を使い続けた[36]。ドイツの自動車メーカーは、より安全であるとして二酸化炭素冷媒の開発を主張した[35]。

2012年10月、SAEインターナショナルは、これまでの試験を拡張し、ダイムラーの主張を調査するために、新たな共同研究プロジェクトCRP1234-4を設立した[16]。調査では、「ダイムラーが実施した冷媒放出試験は非現実的」であり、「発火を促進する極端な条件を作り出した」とし、R-1234yfは車両火災曝露の推定リスクを増加させないと結論付けた[16][37]。ドイツの連邦自動車運輸局（KBA）も独自の試験を実施した。KBAは2013年8月に欧州連合に提出した報告書の中で、R-1234yfはR-134aよりも潜在的に危険であるものの、深刻な危険には当たらないという結論を下した[36]。

ゴードン・ジャックは、 Auto Service Professional 誌に寄稿し、この論争を次のように要約した。

可燃性の問題は大きな注目を集め、業界は第三者機関による本格的な試験を実施しました。結論はこうです。冷媒は燃えますが、発火には大量の熱が必要であり、燃焼速度は遅いのです。ボンネットの下のほぼすべての他の液体は、R1234yfよりも容易に発火し、高温で燃焼するため、業界は適切なエアコンシステム設計であれば、車内での火災発生の可能性は高くないと判断しました[22]。

HFO-1234yfと10～11パーセントのR-134Aを混合したハイブリッドガスの開発が進められており、ASHRAEによるA2L分類の審査を受けています。A2Lは「実質的に不燃性」とされている。これらのガスはR451AおよびR451Bという名称で審査中です。これらの混合物のGWPは約147である[38]、HFO-1234yfの可燃性を下げるために、トリフルオロヨードメタンなどの他の添加剤が提案されている。トリフルオロヨードメタンは大気寿命が短いためGWPは低いが、わずかに変異原性がある[39]。

環境中

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大気中では、R-1234yfはトリフルオロ酢酸（TFA(A)）に分解され、水分が蓄積する可能性がある[40][41][42]。

他のHFOは、大気中での二次分解生成物としてHFC-23を生成することが示されている[43][44]。HFC-23は非常に強力な温室効果ガスであり、GWP100は14,800である。しかし、HFO-1234yfがHFC-23を生成することは確認されていない[43]。

脚注

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出典

[編集]
  1. 1 2 Sciance, Fred (2013年10月29日). “The Transition from HFC- 134a to a Low -GWP Refrigerant in Mobile Air Conditioners HFO -1234yf” (PDF). General Motors Public Policy Center. 2018年8月1日閲覧.
  2. 1 2 3 “IPCC confirms HFO GWPs are less than 1”. Cooling Post. 2014年2月3日. 2018年7月26日閲覧.
  3. ↑ “Honeywell and Chemours Announce New Manufacturing Plants for HFO 1234yf”. Aspen Refrigerants. 2017年6月12日. 2020年8月4日時点のオリジナルよりアーカイブ. 2018年7月26日閲覧.
  4. ↑ Hodnebrog, Ø.; Etminan, M; Fuglestvedt, J.S; Marston, G; Myhre, G; Nielsen, C.J; Shine, K.P; Wallington, T.J (2008). “Global warming potentials and radiative efficiencies of halocarbons and related compounds: A comprehensive review”. Reviews of Geophysics 51 (2): 300-378. doi:10.1002/rog.20013.
  5. 1 2 Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2014 Full Report. World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project—Report No. 55. (2014). p. 551
  6. 1 2 P. Forster; V. Ramaswamy; P. Artaxo; T. Berntsen; R. Betts; D.W. Fahey; J. Haywood; J. Lean et al. (2007). “Chapter 2: Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing”. In Solomon, S.; Miller, H.L.; Tignor, M. et al. (英語). Climate Change 2007: the physical science basis. Contribution of Working Group I to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press. オリジナルの1 December 2016時点におけるアーカイブ。 2016年10月9日閲覧。
  7. ↑ “StackPath”. www.vehicleservicepros.com (2022年3月23日). 2022年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年5月28日閲覧。
  8. ↑ “冷媒どうしますか？　PFAS規制対応　xEV熱マネジメント製品向け 高圧冷媒封止用エキスパンダープラグ - 油圧機器・自動車関連機器の専門商社”. www.matsui-corp.co.jp. 2025年10月30日閲覧。
  9. ↑ “「PFAS規制後の自動車用冷媒としてR1234yfの代替はどうなるのか？」をテーマに取り上げるウェビナーをIDTechExが開催します。”. ドリームニュース. 2025年10月30日閲覧。
  10. ↑ “オゾンホール、温暖化……PFAS以外にもあるフッ素化合物の環境問題【PFAS規制でどうなるフッ素化学品 第5回】”. chematels.com. 2025年10月30日閲覧。
  11. ↑ “米国で広がる冷媒規制の混乱：PFASの定義を巡るEPAと州のズレ”. HVACRPOST (2025年9月7日). 2025年10月30日閲覧。
  12. ↑ “R-1234yf(HFO-1234yf)｜冷媒事業｜美浜株式会社”. www.mihama.com. 2025年10月30日閲覧。
  13. ↑ “日本冷凍空調学会”. www.jsrae.or.jp. 2025年10月30日閲覧。
  14. ↑ “Recognizing excellence: Development of HFO-1234yf as the next generation refrigerant for the automotive industry”. 2010 DuPont Excellence Awards Sustainable Growth. p. 3 (2010年). 2018年7月31日閲覧。
  15. ↑ “DuPont Names Seven New DuPont Fellows”. DuPont Media Center (Press release). 2014年7月17日. 2018年7月30日時点のオリジナルよりアーカイブ. 2018年7月30日閲覧.
  16. 1 2 3 4 5 “Additional risk assessment of alternative refrigerant R-1234yf prepared for SAE International cooperative research program CRP1234-4”. SAE International (2013年7月24日). 2018年7月26日閲覧。
  17. ↑ “Directive 2006/40/EC of the European Parliament and of the Council of 17 May 2006 relating to emissions from air-conditioning systems in motor vehicles and amending Council Directive 70/156/EEC”. EFCTC. 2018年7月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年7月26日閲覧。
  18. ↑ Ansari, Naushad A.; Yadav, Bipin; Kumar, Jitendra (2013-08). “Theoretical exergy analysis of HFO-1234yf and HFO-1234ze as an alternative replacement of HFC-134a in simple vapour compression refrigeration system”. International Journal of Scientific & Engineering Research 4 (8).
  19. ↑ “HFO-1234yf, New Dawn of Refrigerant Alternatives”. JARN: Japan Air Conditioning, Heating & Refrigeration News (Press release). 2008年4月25日. pp. 1, 6, 24. 2018年8月1日閲覧.
  20. ↑ “Air conditioning in new vehicle models requires a greener gas”. Autodata (2017年). 2018年7月26日閲覧。
  21. ↑ “Honeywell's low-global-warming refrigerant for vehicles approved for import, use by Japan regulators”. Honeywell (Press release). 2009年8月4日. 2018年7月26日閲覧.
  22. 1 2 3 Gordon, Jacques (2017年4月12日). “Real world experience with R1234yf: The new refrigerant is finally here; are you ready?”. Auto Service Professional. 2018年7月26日閲覧.
  23. ↑ Johnson, Alec (2017年10月13日). “Understanding refrigerant oils”. Refrigerant HQ. 2018年7月26日閲覧.
  24. ↑ “GM first to market greenhouse gas-friendly air conditioning refrigerant in U.S.”. GM Corporate Newsroom (Press release). 2010年7月23日. 2018年7月26日閲覧.
  25. 1 2 "Automakers Go HFO", Chemical & Engineering News, 2010-07-26
  26. 1 2 Schaeber, Steve (2017年2月27日). “R-1234yf at the 2017 PHL Auto Show”. MACS Worldwide. 2018年7月26日閲覧.
  27. ↑ Zatz, David (2013年10月1日). “Chrysler adopting R1234YF”. Allpar News (Press release) (アメリカ英語). 2018年6月16日閲覧.
  28. ↑ “GMC hits the road with R-1234yf”. MACS Worldwide. 2016年9月22日. 2018年7月26日閲覧.
  29. ↑ Schaeber, Steve (2016年8月17日). “Ford dealers selling their first MPVs with R-1234yf”. MACS Worldwide. 2018年7月26日閲覧.
  30. ↑ “Ask the expert: How many light duty OEs use HFO-1234yf refrigerant?”. Vehicle Service Pros. 2018年5月15日. 2018年7月26日閲覧.
  31. ↑ “Honeywell announces major investments to increase HFO-1234yf production in the United States”. Honeywell (Press release). 2013年12月10日. 2018年7月26日時点のオリジナルよりアーカイブ. 2018年7月26日閲覧.
  32. ↑ Marwa, Stefen (2018年7月26日). “HFO-1234yf market 2018 global share and projections: Honeywell and Chemours”. The Aerospace News. 2018年7月26日時点のオリジナルよりアーカイブ. 2018年7月26日閲覧.
  33. ↑ “HFO-1234yf Low GWP Refrigerant Update” (2008年7月). 2018年7月26日閲覧。
  34. ↑ Feller, Michael; Lux, Karin; Hohenstein, Christian; Kornath, Andreas (2014-04-01). “Structure and Properties of 2,3,3,3-Tetrafluoropropene (HFO-1234yf)” (英語). Zeitschrift für Naturforschung B 69 (4): 379–387. doi:10.5560/znb.2014-4017. ISSN 1865-7117.
  35. 1 2 Hetzner, Christiaan (2012年12月12日). “Coolant safety row puts the heat on Europe's carmakers”. Reuters. 2018年7月26日時点のオリジナルよりアーカイブ. 2018年7月26日閲覧.
  36. 1 2 Bolduc, Douglas A. (2013年8月8日). “German officials provide mixed ruling on Honeywell refrigerant Despite fire risk, agency does not seek recall of cars using HFO-1234yf”. Automotive News Europe. 2018年7月26日閲覧.
  37. ↑ “A heated row over coolants”. The Economist. 2013年8月31日. 2018年7月26日閲覧.
  38. ↑ “R134a alternative is "virtually non-flammable"” (英語). Cooling Post (2014年11月30日). 2017年6月9日閲覧。
  39. ↑ “US6969701B2 Azeotrope-like compositions of tetrafluoropropene and trifluoroiodomethane”. Google patents. 2018年8月26日閲覧。
  40. ↑ “Environmental impact of HFO refrigerants & alternatives for the future”. Global Access Government (2021年6月11日). 2021年6月11日閲覧。
  41. ↑ Luecken, Deborah J.; Waterland, Robert L.; Papasavva, Stella; Taddonio, Kristen N.; Hutzell, William T.; Rugh, John P.; Andersen, Stephen O. (2010). “Ozone and TFA Impacts in North America from Degradation of 2,3,3,3-Tetrafluoropropene (HFO-1234yf), A Potential Greenhouse Gas Replacement”. Environmental Science & Technology 44 (1): 343–348. Bibcode:2010EnST...44..343L. doi:10.1021/es902481f. PMID 19994849.
  42. ↑ Hurley, M.D; Wallington, T.J; Javadi, M.S; Nielsen, O.J (2008). “Atmospheric chemistry of CF3CF=CH2: Products and mechanisms of Cl atom and OH radical initiated oxidation”. Chemical Physics Letters 450 (4–6): 263–267. doi:10.1016/j.cplett.2007.11.051.
  43. 1 2 “Ozonolysis can produce long-lived greenhouse gases from commercial refrigerants” (2023年12月11日). 2023年12月11日閲覧。
  44. ↑ “Photodissociation of CF3CHO provides a new source of CHF3 (HFC-23) in the atmosphere: implications for new refrigerants.” (2023年2月5日). 2023年2月5日閲覧。

関連項目

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