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大気中の希薄なCO2から発電所起源のCO2までの濃度範囲で、CO2分離回収過程の前処理を必要とせずに低濃度のCO2から高濃度のメタンを合成する技術を開発した。カーボンニュートラルの実現に向けて、発電所やその他産業分野から排出されるCO2、さらには既に大気中に放出されたCO2を回収し、炭化水素系燃料や炭素含有有用化合物へと転換する技術の開発が不可欠である。しかしこれらのCO2は、窒素や酸素などのガス種で希釈されて濃度が数%〜数十%(大気の場合には約400 ppm)と希薄なので、一般にはCO2転換過程の前に多くのエネルギーとコストがかかるCO2分離回収過程を必要とする。今回、CO2を吸収する機能と、吸収したCO2を水素と反応させてメタンに転換する機能の2つの機能をもつ二元機能触媒を開発し、CO2分離回収過程を必要とせずエネルギー消費の少ない、希薄CO2の直接回収転換技術を開発した。この技術により大気中のCO2よりも低い濃度の100 ppmのCO2から最大で1000倍以上高濃度のメタンを直接合成することができる。
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