バイオマスから水素を製造することは、持続可能なエネルギー源を生み出す有望な方法である。
バイオマスのガス化と、バイオマスの熱分解と水蒸気改質である。
これらのプロセスでは、バイオマスを燃焼させずに水素やその他のガスに変換するため、正味の炭素排出量が少なくなる可能性がある。
バイオマスから水素を製造するには？5つの主要な方法
1.バイオマスのガス化
バイオマスのガス化は、バイオマスを高温（通常700℃以上）で加熱するプロセスである。
これは、制御された量の酸素や蒸気の存在下で行われる。
従来の燃焼法とは異なり、このプロセスは燃焼を伴わない。
バイオマスは、主に一酸化炭素、水素、二酸化炭素などの混合ガスに変換される。
バイオマスに含まれるセルロースの代用品としてグルコースを用いると、反応を単純化することができる：[C6H12O6 + O2 + H2O → CO + CO2 + H2 + その他の種 ]。
一酸化炭素は水と反応して、さらに水素と二酸化炭素を生成する：[CO + H2O → CO2 + H2 ]。
水素は次に、吸着器や特殊な膜を使ってガス流から分離される。
2.バイオマス熱分解と水蒸気改質
この2段階プロセスでは、まずバイオマスを熱分解にかける。
熱分解では、酸素のない状態でバイオマスを加熱し、揮発性化合物と固体残渣に分解する。
揮発性化合物にはバイオオイルとガスが含まれ、次に水蒸気改質にかけられる。
水蒸気改質は、これらの揮発性化合物を高温の水蒸気と反応させ、水素、一酸化炭素、二酸化炭素を生成する触媒プロセスである。
このプロセスに最適な触媒は、サトウキビバガス、麦わら、もみ殻などの材料で研究した結果、10 wt%のNi-ドロマイトであることが判明した。
籾殻はこれらの材料の中で最も高い水素収率を示した。
3.課題と研究
バイオマスガス化による水素製造における主な課題は、設備とバイオマス原料に関連するコストの削減である。
研究は、ガス化炉で空気から酸素を分離するために使用される現在の低温プロセスに代わる新技術の開発に重点を置いている。
より優れた水素分離のための膜技術の強化も焦点である。
より少ない操作にステップを組み合わせることによってプロセスを強化することも研究分野である。
4.持続可能な水素製造への有望な道
これらの方法は、持続可能な水素製造のための有望な道筋を提供する。
再生可能なバイオマス資源を利用することで、エネルギー源全体の持続可能性に貢献する。
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