米国エネルギー省（DOE）化石エネルギー局は、特に炭素の捕獲、利用、貯蔵による石炭ガス化のプロセスを通じて、石炭から水素への技術 DOEは、炭素の捕捉、利用、および貯蔵による水素生産のための石炭ガス化が中期的な時間枠で展開される可能性があると予想しています。
それはどのように動作しますか？
化学的には、石炭は複雑で可変性の高い物質であり、様々な製品に変換することができます。 石炭のガス化は、電力、液体燃料、化学物質、および水素を生成することができる一つの方法です。 具体的には、まず石炭を高温高圧下で酸素や蒸気と反応させ、主に一酸化炭素と水素からなる混合物である合成ガスを形成することによって水素
石炭ガス化反応（アンバランス）：
CH0。8+O2+H2O→CO+CO2+H2+その他の種
不純物が合成ガスから除去された後、ガス混合物中の一酸化炭素は、水-ガスシフト反応を介して蒸気と反応し、追加の水素と二酸化炭素を生成する。 水素は分離システムによって取除かれ、非常に集中された二酸化炭素の流れは続いて捕獲され、貯えることができます。 炭素の捕獲、利用、および貯蔵の詳細については、こちらをご覧ください。
なぜこの経路が考慮されているのですか？
米国は石炭の豊富な国内資源を持っています。 輸送部門のための水素を生産するための石炭の使用は、国内産業の創造を通じて雇用を創出しながら、アメリカの総エネルギー使用量と輸入石油への依存を減らすことができます。 石炭からの水素の生産は、石炭ガス化、発電、炭素捕獲、利用、および貯蔵における高度な技術と統合すると、環境上の利点も提供します。 これらの技術の統合は二酸化炭素のような温室効果ガスと同様、硫黄酸化物、窒素酸化物、水銀および微粒子のような多数の汚染物質の捕獲を促進 水素が効率的な燃料電池車に使用されると、輸送部門からの排出量をほぼ排除することができます。
課題の克服に焦点を当てた研究
石炭ガス化を使用して目標コストとほぼゼロの温室効果ガス排出量で水素を製造するには、いくつかの課題が 追加のR&Dが必要です:
- 生産プロセスでの二酸化炭素の排出を最小限に抑えるための炭素捕捉、利用、貯蔵技術の開発
- 現在必要な酸素を空気から分離するために使用されている極低温プロセスに代わる新しい技術を開発する。