Methane formation from water and CO2 using an unsteady-state reaction system and non-thermal plasma

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18925
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kishida Masahiro 九州大学, 工学研究院, 教授 (60243903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 剛 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20321979) ; 大島 一真 九州大学, 工学研究院, 助教 (60734275)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: メタン化 / 非平衡プラズマ / 非定常操作 / 水素吸蔵材料

Outline of Final Research Achievements

To produce methane from water and carbon dioxide, we carried out two reactions: decomposition of water and carbon dioxide using non-equilibrium plasma and methane production from carbon monoxide and hydrogen using unsteady-state operation. Using the unsteady-state operation, methane can be produced from dilute carbon monoxide and hydrogen which are adsorbed on the catalyst at low temperatures. In this system, we can produce methane even when oxygen coexists in the feed gas.

Free Research Field

反応工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

二酸化炭素と水はエネルギー的に安定であり、反応によって他の物質に転換するには外部からの大きなエネルギー投入が必要である。また発生する酸素は反応性が高く、連続的に他の有価物に変換することは難しい。提案するシステムでは、非平衡プラズマを用いて一酸化炭素・水素・酸素に変換し、非定常操作によって酸素が共存する希薄な一酸化炭素・水素ガスから、有価物であるメタンを合成することに成功した。実用化には解決すべき点は多く残るものの、二酸化炭素から水素を用いずに有価物に転換できる技術の一例を示すことができた。