概要

　家庭用燃料電池エネファームtype-Sの心臓部である固体酸化物型燃料電池（SOFC※1)の技術を用いて、再生可能エネルギーから高効率にカーボンニュートラルな都市ガスを製造する技術開発にチャレンジしています。
※1　SOFC：Solid Oxide Fuel Cell
※2　カーボンニュートラル：植物由来や二酸化炭素のリサイクルなど、大気中の二酸化炭素の増減には影響を与えない性質のこと。

背景

　固体酸化物型燃料電池（SOFC)は都市ガスを原料として発電する装置ですが、逆に電力を投入することで、水蒸気と二酸化炭素から水素などの都市ガスの原料をつくる固体酸化物形電解セル（SOEC※3）として機能させることができます。

　当社は、このSOECの技術とメタン化（※4）の技術を組み合わせることにより、再生可能エネルギーの電力を利用して高効率にカーボンニュートラルな都市ガス製造を実現するための要素技術の研究を行っています。
※3　SOEC：Solid Oxide Electrolysis Cell
※4　メタン化：水素と一酸化炭素などの原料から都市ガスの主成分であるメタンを生成する反応。

再生可能エネルギーを活用したSOECとメタン化による都市ガス製造

詳細

　本技術におけるSOECおよびメタン化の主反応は以下の様に表されます。

＜SOEC＞　ＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ（＋電力）→ ＣＯ＋３Ｈ２（＋２Ｏ２） （吸熱反応）
＜メタン化＞　ＣＯ＋３Ｈ２ → ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ （発熱反応）

　この技術では、メタン化反応（発熱反応）で発生する熱をＳＯＥＣの電解反応（吸熱反応）に有効利用することが可能であり、電解に必要な電力を削減できるため高いエネルギー変換効率が期待できます。またメタン化反応の部分については、当社が過去に石炭や石油から都市ガスを製造していた時代から培ってきた触媒技術（※5）を活かすことができます。

　この技術の可能性と課題を明確化するため、当社は産業技術総合研究所と共同で、NEDO（※6）の「CO2有効利用技術の先導研究（CO2直接分解）」事業（2019-2020年度）にて基礎研究に取り組み始めています。
※5　当社の触媒技術：エネルギーの高度利用と環境負荷低減のための触媒技術
※6　NEDO：新エネルギー・産業技術総合開発機構