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摘要：株式会社荏原制作所将与日本物质材料研究机构(NIMS)、静冈大学以及太阳矿工株式会社展开合作，共同开展“使用烃等的零碳制氢/甲烷活化与碳沉积的反应场分离制氢技术”的开发。

关键字：零碳制氢技术、甲烷分解、绿松石氢、反应场分离制氢系统、固体碳

背景

为了构建脱碳社会，除了向可再生能源的转换外，不产生二氧化碳(CO₂)的氢与氨的利用也变得越发重要。然而，甲烷水蒸气重整（SRM）等传统制氢方法（灰氢）存在产生大量二氧化碳的课题；水电解法（绿氢）作为不产生二氧化碳的制氢方法，则由于需要大量的能量，存在成本高的课题。

“甲烷分解”（绿松石氢）是在催化剂的存在下通过加热或等离子体照射，将自然界中丰富的甲烷气体（如天然气和沼气）分解为固体碳和氢（H₂）的制氢方法。其不产生二氧化碳，且能够以比水电解更低的成本制造氢气，因而备受关注。

概要

为将“甲烷分解”技术投入实际使用，荏原制作所正在构建作为基础系统的“反应场分离制氢系统”，并进行制氢实证实验。在本项目中，NIMS负责各功能元件的质量流量匹配，静冈大学负责结构化催化剂的开发，太阳矿工负责优化氢分离膜的设计，荏原制作所负责系统的大型化和商业模式的构建。

“反应场分离制氢系统”通过连续进行甲烷干法重整^*（DRM）、氢气分离和一氧化碳歧化反应的循环工艺，以烃（甲烷）为原料，在不产生二氧化碳的情况下制造氢（绿松石氢制造技术）。

*CH₄（甲烷）+CO₂（二氧化碳）=2H₂（氢气）+2CO（一氧化碳）：将温室气体甲烷和二氧化碳分解为氢气和一氧化碳

该技术的特征在于活化甲烷以提取氢气的过程和提取碳的过程在空间上是分离的，可以在800℃及以下的较低温范围内实施。基于这些特征，反应场分离制氢系统能够节省工艺过程中的能耗，且同时生成氢气和固体碳。

此外，反应场分离工艺与其他甲烷分解工艺不同，可以独立于制氢过程来控制提取固体碳的过程。该工艺能够在不影响制氢效率的情况下，灵活分开制作具有不同形状或不同性质的高附加值碳。

未来展望

荏原制作所以实现从天然气或沼气等烃中“能够以低成本大量制氢且不排放二氧化碳的制氢工艺”以及“制造具有各种性质的固体碳的工艺”为目标，积极寻求合作伙伴，从而为长期愿景“E-Vision2030”中提出的温室气体的减排和脱碳社会的实现作出贡献。

荏原制作所：开发使用烃等的零碳制氢技术