アルコール燃料と水性ガスシフト反応

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アルコール燃料と水性ガスシフト反応の違い

アルコール燃料 vs. 水性ガスシフト反応

沖縄県宮古島市のE3/E10（エタノールを容積比で3%/10%含む燃料）専用給油所 アルコール燃料（アルコールねんりょう）は、内燃機関などのエネルギー源として利用されるアルコールの総称。アルコール単独であるいは他の燃料と混合して使用される。最近の原油価格高騰および地球温暖化に対する関心の高まりを背景に、化石燃料を代替する燃料として注目が集まっている。特に、メタノール、エタノール、ブタノールおよびプロパノールについては、バイオマス（現生生物由来の資源）から合成が可能で、現在普及している内燃機関の燃料としてそのまま利用できることから注目度が高い。 アルコール燃料のうち、メタノールは、主として天然ガスから合成されており、原油価格の高騰を背景に、石油を補う代替自動車燃料としての利用が模索されている。一方、エタノールは、主としてバイオマスから製造されているため、温暖化ガスの排出につながらないことや再生可能資源(renewable resource)で永続的に利用可能であることを背景に注目され、近年急速に普及をみせている。. 水性ガスシフト反応（すいせいガスシフトはんのう、water gas shift reaction）は有機工業化学の反応の一つで、一酸化炭素と水蒸気から二酸化炭素と水素を生成する反応。単にシフト反応とも言う。 生成物側（右側）へ向かって発熱反応となる。 一般的には石炭や炭化水素を高温で水蒸気と反応させる水蒸気改質に付随する反応であり、この反応を利用することで生成する水素量が増加し、合成ガスの組成を調整できる。ガス組成を変化させることからこの名が付けられた。炭化水素を水素源とする燃料電池の燃料改質では、燃料電池の電極反応を阻害する一酸化炭素の濃度を低減するために、この反応の正反応を積極的に用いる。またハーバー・ボッシュ法によるアンモニア合成に用いる水素も、正反応によって触媒毒の一酸化炭素を除去している。逆反応を利用する例としては、合成ガス製造において一酸化炭素含有量を増やす例が挙げられる。このようにC1化学においては、一般的でかつ重要な反応である。 500℃を超える領域では、平衡が反応物側に偏っており、平衡を生成物寄りにするには更に低温での反応が望ましい。しかし、低温では反応速度は低下する。そのためシフト反応には一般的に触媒が用いられる。工業的には酸化鉄（Fe3O4（マグネタイト））等の遷移金属酸化物が用いられるが、その他白金等が用いられることもある。シフト反応の逆反応を逆シフト反応と言うことがある。 なお、この反応はギ酸を反応中間体として進行すると考えられている。 Category:無機反応 category:化学工学 category:燃料 Category:水素製造.

合成ガス

合成ガス（ごうせいガス、シンガス、syngas, synthesis gas）とは一酸化炭素と水素の混合ガスのことであり、C1化学における基本的な原料の1つである。合成ガスは石炭(この場合石炭ガス)や天然ガス、重質油、石油排ガス、オイルシェールやバイオマスなどから作られる。また、廃プラスチックを酸などで合成ガス化して回収するという提案もある。1970年代までは都市ガスとして多く使われていたが、一酸化炭素による中毒の懸念があるためこの用途では今日天然ガスに取って代わられている。独リンデや仏エア・リキードがこれの大手であり、HyCOなどと呼称する場合が多い。.

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C1化学

C1化学（シーワンかがく、シーいちかがく、C1-Chemistry）とは合成ガス（一酸化炭素と水素の混合ガス）やメタン、メタノールといった炭素数が1の化合物を原料に用いて、炭素数が1の化合物の相互変換をしたり、炭素数が2以上の化合物を合成する技術法のことであり、有機工業化学の一分野である。 C1化学プロセス図.

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石炭

石炭（せきたん、英：coal）とは、古代(数億年前)の植物が完全に腐敗分解する前に地中に埋もれ、そこで長い期間地熱や地圧を受けて変質（石炭化）したことにより生成した物質の総称。見方を変えれば植物化石でもある。 石炭は古くから、産業革命以後20世紀初頭まで最重要の燃料として、また化学工業や都市ガスの原料として使われてきた。第一次世界大戦前後から、艦船の燃料が石炭の2倍のエネルギーを持つ石油に切り替わり始めた。戦間期から中東での油田開発が進み、第二次世界大戦後に大量の石油が採掘されて1バレル1ドルの時代を迎えると産業分野でも石油の導入が進み（エネルギー革命）、西側先進国で採掘条件の悪い坑内掘り炭鉱は廃れた。 しかし1970年代に二度の石油危機で石油がバレルあたり12ドルになると、産業燃料や発電燃料は再び石炭に戻ったが、日本国内で炭鉱が復活することは無かった。豪州の露天掘りなど、採掘条件の良い海外鉱山で機械化採炭された、安価な海外炭に切り替わっていたからである。海上荷動きも原油に次いで石炭と鉄鉱石が多く、30万トンの大型石炭船も就役している。 他の化石燃料である石油や天然ガスに比べて、燃焼した際の二酸化炭素 (CO2) 排出量が多く、地球温暖化の主な原因の一つとなっている。また、硫黄酸化物の排出も多い。.

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燃料電池

燃料電池（直接メタノール形燃料電池） 燃料電池（ねんりょうでんち、fuel cell）は、電気化学反応によって燃料の化学エネルギーから電力を取り出す（＝発電する）電池を指す。燃料には方式によって、水素、炭化水素、アルコールなどを用いる。.

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触媒

触媒（しょくばい）とは、特定の化学反応の反応速度を速める物質で、自身は反応の前後で変化しないものをいう。また、反応によって消費されても、反応の完了と同時に再生し、変化していないように見えるものも触媒とされる。「触媒」という用語は明治の化学者が英語の catalyser、ドイツ語の Katalysator を翻訳したものである。今日では、触媒は英語では catalyst、触媒の作用を catalysis という。 今日では反応の種類に応じて多くの種類の触媒が開発されている。特に化学工業や有機化学では欠くことができない。また、生物にとっては酵素が重要な触媒としてはたらいている。.

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水素

水素（すいそ、hydrogenium、hydrogène、hydrogen）は、原子番号 1 、原子量 1.00794の非金属元素である。元素記号は H。ただし、一般的には「水素」と言っても、水素の単体である水素分子（水素ガス） H を指していることが多い。 質量数が2（原子核が陽子1つと中性子1つ）の重水素（H）、質量数が3（原子核が陽子1つと中性子2つ）の三重水素（H）と区別して、質量数が1（原子核が陽子1つのみ）の普通の水素（H）を軽水素とも呼ぶ。.

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