メタン + 太陽光 + 触媒 = 排出量

セントラルフロリダ大学の研究者らは、二酸化炭素を排出せずに水素を製造する方法を発見したと発表した。

による

発行済み

水素 — どこで見てもニュースになっています。 ゼロエミッション車やトラック、グリーンスチール、再生可能燃料、気候に優しい肥料に電力を供給する水素。 水素は世界から化石燃料の惨劇を取り除く鍵となる可能性があると多くの人が信じています。 しかし、どうやって手に入れるのでしょうか？

これは水と化石燃料の主成分ですが、他の原子と非常に強く結合しているため、それらの結合を切断するには多量のエネルギーが必要です。 ほとんどの場合、必要なエネルギーは化石燃料の燃焼から得られますが、これはむしろ水素の「ゼロエミッション」全体の性質を打ち消してしまいます。

バイデン政権は、インフレ抑制法に組み込まれた1キログラム当たり3ドルの生産税額控除によって水素を推進する計画だ。 環境活動家にとっての問題は、水に電流を流してグリーン水素を作るには膨大な電力が必要なことだ。 彼らは、新しい水素電解装置が利用可能な再生可能エネルギーのほとんどを消費し、その差を補うために電力会社が火力発電に頼らざるを得なくなるのではないかと懸念している。

メタンガスを改質して水素を製造するが、これは米国が供給量の95％以上を得る方法であり、その過程で膨大な炭素排出が発生する。 しかし、二酸化炭素を排出せず、太陽光だけを使用して室温でメタンから水素を製造する方法があったとしたらどうでしょうか? それは世界がもっと知りたいことですか？ ああ、きっと！

セントラルフロリダ大学の研究者リチャード・ブレア教授とローレン・テタード教授は、太陽光のみを使用して室温でメタンを水素と炭素に変換できるプロセスを開発したと述べた。 科学プロジェクトではよくあることですが、この発見はほとんど偶然でした (付箋に使用される接着剤は、高強度の飛行機用接着剤の探索から生まれました)。

可視光を使用して欠陥加工窒化ホウ素から炭素を製造するためにチームが開発した技術は、予期せぬものでした。 ブレア氏によると、触媒の表面を分析するには、触媒を小さな容器に入れ、プロペンなどの炭化水素ガスで加圧し、レーザー光を照射するという。

「毎回、イライラすることが 2 つありました」と彼は言います。 「触媒自体が光を発し、必要なデータが見えにくくなりました。学生は『燃えている』と言い続けましたが、私はそれは不可能だと言います。 触媒にはカーボンはありません。」

テタール氏は「そして酸素はなかった」と付け加えた。 彼らは困惑していました。 「あの燃えているスポットを研究したいなら、それをもっと大きくする必要がありました。」 より大きなサンプルを作成できたら、それを電子顕微鏡下に置きました。 「いくつかのラインが見え始めましたが、それは緩くて汚いパウダーなので、注文すべきではありません。 しかし、さらにズームインすると、いくつかの炭素と大量の炭素が見え、その上部には欠陥加工された窒化ホウ素粉末が付着していました。」

この発見により、温室効果ガスや汚染物質を放出することなく、低温での水素製造と副産物としての炭素の製造が可能になるため、問題視されていたことは実際には偶然だった。 最後の部分が、この発見がなぜ重要なのかの鍵となります。

意図せぬ結果の法則、グリーン水素編は、ロシアによる誤った対ウクライナ戦争で全面的に発揮されている（画像提供：米国エネルギー省）。

Tetard と Blair によって開発された技術は、寸法が制御されたカーボンのナノスケールおよびマイクロスケールの構造を製造する方法です。 光と欠陥操作された光触媒を使用して、多数の炭素源からパターン化された、明確に定義されたナノスケールおよびマイクロスケールの構造を作成します。 例としては、メタン、エタン、プロパン、プロペン、一酸化炭素などがあります。

「私たちのプロセスは温室効果ガスであるメタンを取り出し、それを温室効果ガスではないものと、価値ある製品である水素と炭素という2つのものに変換します」とブレア氏は言う。 「そして私たちはメタンをサイクルから排除しました。」