低温プラズマによる合成ガスの製造方法

メタンの水蒸気改質における水素とCOの選択性

1．目的と効果

　合成ガス（水素と一酸化炭素の混合ガス） は、液体燃料や化成品の原料として重要であり、天然ガスやナフサの改質により製造されています。この技術は、ランドフィルガスのような、有機物が微生物によって分解されてできた有機系廃ガスから合成ガスを製造することを目的として、低温プラズマによる改質反応を特定な条件下で行うことにより、これらの炭化水素類を連続的に改質して合成ガスを高選択的に生成させる製造方法です。

［適用分野］
　● 有機系廃ガスの資源化

2．技術の概要、特徴

　従来の天然ガスから合成ガスを製造する方法は、触媒存在下あるいは高温高圧条件下で反応が行われ、室温から 100 ℃くらいの低温領域でランドフィルガスなどの有機系廃ガスから簡便に合成ガスを製造するプロセスは開発されていませんでした。新しい方法では、電気だけで発生する低温プラズマを用いることによって、メタンやプロパンのような低級炭化水素と、CO₂ 、水などの酸素源から合成ガスを製造することができます。炭化水素と水、O₂、CO₂ といった酸素源からなる混合基質を、室温下でプラズマ改質したときの炭化水素の反応性は、プロパン > エタン > メタンの順で、酸素源としては水の方が CO₂ より高い酸化力を示します。反応基質の組成や改質物質である水蒸気の圧力など反応条件を変えることによって、合成ガス組成を制御することが可能です。低温プラズマの発生法としては強誘電体充填型、無声放電型、沿面放電型のいずれも用いることができ、触媒との複合リアクターを使用することによって、反応効率をさらに上げることもできます。

3．発明者からのメッセージ

　この技術は、ランドフィルガス中のメタンと CO₂ の改質や、水と CO₂ の混合物からの合成ガス製造などに対するポテンシャルをもつもので、将来、太陽電池などと組み合わせることによって、省エネ型資源化技術に展開することが可能です。さらなるエネルギー効率の向上を目指しています。