熱分解による水素製造は、主に酸素のない状態でバイオマスやメタンを熱分解して水素ガスを発生させる。
このプロセスは、バイオマスのような再生可能資源を利用したり、メタンを使用する場合には二酸化炭素排出量を削減できるため、持続可能なエネルギー生産にとって極めて重要である。
5つの主要ステップ
1.バイオマス熱分解
バイオマス熱分解では、サトウキビのバガス、麦わら、もみ殻などの原料を酸素のない状態で加熱する。
このプロセスにより、バイオマスは揮発性ガスと液体生成物に分解される。
揮発性成分には水素が含まれ、これをさらに処理する。
例えば、熱分解の後に水蒸気改質を行う2段階プロセスが研究されており、後者のステップでは10wt%のNi-ドロマイトなどの触媒を使用して水素の収率を高めている。
2.メタン熱分解
メタンの熱分解は、天然ガスの主成分であるメタン（CH₄）の熱分解を伴う。
このプロセスでは、熱エネルギーを加えて炭素と水素の化学結合を切断し、水素ガスと固体炭素を生成する。
CO₂を発生させる他の方法とは異なり、メタン熱分解はCO₂を排出しないため、水素製造法としてはクリーンである。
副産物の固形炭素は、鉄鋼添加剤、自動車タイヤの充填剤、土壌改良剤など様々な産業で利用することができ、プロセスの持続可能性を高めている。
3.水素精製のための追加ステップ
供給源（バイオマスまたはメタン）にかかわらず、熱分解プロセスでは水素を精製するための追加ステップが必要になることが多い。
これには通常、一酸化炭素（CO）が水蒸気と反応して二酸化炭素（CO₂）と水素（H₂）を生成するシフト反応が含まれる。
その後、水素は分離・精製され、様々な用途に適した高純度水素が得られる。
4.持続可能性とクリーンエネルギー
熱分解は、バイオマスとメタンの両方から水素を製造する有望な方法であり、持続可能で比較的クリーンな水素生成アプローチを提供する。
これは、より持続可能なエネルギーシステムへの移行において重要な要素である。
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