Eディーゼル

e-diesel は自動車用の合成ディーゼル燃料です。現在、e-diesel は 2 つの場所で製造されています。1 つはドイツのアウディ研究施設で、もう 1 つはテキサスです。この燃料は二酸化炭素、水、電気から生成され、再生可能エネルギー源で稼働するプロセスでブルー クルード(通常の原油とは対照的)と呼ばれる液体エネルギー キャリアが生成され、その後精製されて e-diesel が生成されます。e-diesel は新しい炭素を抽出せず、プロセスを駆動するエネルギー源が カーボン ニュートラルな源であるため、カーボン ニュートラルな燃料であると考えられています。

クリーンテクノロジー企業のサンファイアは、ドイツのドレスデンでパイロットプラントを運営しています。現在のプロセスでは、再生可能エネルギー源から生成された電力で高温電気分解を行い、水を水素と酸素に分解します。ブルー原油と呼ばれる液体エネルギーキャリアを生成する次の2つの化学プロセスは、220℃（428℉）の温度と25バール（2,500kPa）の圧力で行われます。変換ステップでは、水素と二酸化炭素を使用して、副産物として水を含む合成ガスを生成します。一酸化炭素と水素を含む合成ガスが反応してブルー原油を生成します。

• サンファイアの液体燃料化システム：基本生成物は二酸化炭素（CO2 _）と水（H2O _）である^[1]

1 番目のステップ: 水の電気分解 ( SOEC ) - 水は水素と酸素に分解されます。

2 番目のステップ: 変換リアクター ( RWGSR ) - 水素と二酸化炭素が変換リアクターに入力され、水素、一酸化炭素、水が出力されます。

第3ステップ：FTリアクター - 水素と一酸化炭素はFTリアクターへの入力^{[2] [3]}であり、メタンから高分子量ワックスまでのパラフィン系炭化水素とオレフィン系炭化水素を出力します。^[4]

3番目のステップはフィッシャー・トロプシュ法としても知られ、1925年にドイツの化学者フランツ・フィッシャーとハンス・トロプシュによって初めて開発されました。ブルー原油が生産された後、その場で精製してe-ディーゼルを製造することができるため、原油輸送の燃料費やその他のインフラ費用を節約できます。^[5] 2015年4月現在、サンファイアは1日あたり160リットル（35英ガロン、42米ガロン）の限定量の燃料を生産する能力を持っています。生産量を産業規模に拡大する計画があります。^[6]

アウディは、直接空気回収技術を製造するクライムワークスという会社とも提携している。クライムワークスの技術は、大気中の二酸化炭素を吸収し、吸着剤の表面で化学的に捕捉して飽和させる。その時点で、脱着サイクルで95℃（203℉）の熱を吸着剤に導入し、高純度の二酸化炭素を排出する。この二酸化炭素は、ブルークルード生成プロセスの変換ステップで使用できる。大気中の二酸化炭素捕捉プロセスでは、エネルギー需要の90％が低温熱の形で、残りはポンプと制御用の電気エネルギーである。ドレスデンにあるクライムワークスとサンファイアの合弁工場は、2014年11月に稼働を開始した。^[5] 2015年4月現在、ドイツの連邦教育研究大臣が運転するアウディA8は、e-diesel燃料を使用している。^{[7] [8]}

_{ノルウェーでは肥料工場からのCO2が}容易に入手可能であり、電気も比較的安価であるため、ノルウェーのヘロイア島に年間1,000万リットルを生産する工場を建設することが検討されている。 ^[9]

テキサス州のEディーゼル工場は2024年に稼働開始予定。^[10]

ブルークルードの最大80％がe-ディーゼルに変換できます。この燃料には硫黄や芳香族が含まれておらず、セタン価が高いです。これらの特性により、一般的な化石ディーゼルと混合して、ディーゼルエンジンを搭載した自動車の代替燃料として使用することができます。^[5]

将来の設計では、^{[11] [12]}副産物の酸素を再生可能な天然ガスと組み合わせて、メタンからエチレンへの酸化カップリングを行う可能性があります。^{[13] [14]}

2チャンネル
₄+ O プラス
₂→こ
₂H
₄+ 2時間
₂お

この反応は発熱反応（∆H = -280 kJ/mol）であり、高温（750～950℃）で起こる。^[15]目的のC
₂生成物は、反応器表面および酸素とメチルラジカルとの非選択的反応によって還元され、一酸化炭素と二酸化炭素の副産物が生成される。欧州委員会が第7次研究技術開発枠組み計画を通じて開発した別のエチレン生産イニシアチブは、完全に統合された反応器でメタンの酸化カップリング（OCM）とメタン改質（RM）を同時に行うOCMOLプロセスである。^[16]

アウディはまた、現在は倒産した米国企業ジュールと提携し、アウディ向けのeディーゼルとしてサンフローDを開発しました。ジュールがニューメキシコ州に計画していた工場では、遺伝子組み換え微生物を明るい日光の下で使用し、二酸化炭素と塩水を炭化水素に変換する触媒として機能させました。^{[5] [17]}このプロセスは、合成ディーゼルを作成するために、より長い分子鎖を使用してアルカンを生成するように変更することもできます。 ^{[18] [19] [20] [21]}

ジュールは、炭化水素燃料を継続的に分泌する改変生物の特許を取得した最初の企業です。この生物は単細胞のシアノバクテリアで、藍藻とも呼ばれていますが、厳密には藻類ではありません。この生物は、多細胞の緑植物が水、二酸化炭素、太陽光から糖やその他の物質を作るのと同じプロセスである光合成を利用して燃料を生成します。^[22]

二酸化炭素と水から合成燃料を作る取り組みは他にもあり、その一部は e-diesel と呼ばれています。水の分解方法はさまざまです。

• 集光型太陽光発電
  • 2004 太陽光からガソリンへ –サンディア国立研究所[ ^{23] [24] [25] [26] [27]}
  • 2013 NewCO2Fuels – New CO ₂ Fuels Ltd ( IL ) とワイツマン科学研究所。^{[28] [29] [30] [31]}
  • 2014 年ソーラー ジェット燃料 – コンソーシアム パートナーETH チューリッヒ、ロイヤル ダッチ シェル、DLR、バウハウス航空、ARTTIC。^{[32] [33] [34] [35] [36] [37]}
• 高温電気分解
  • 2004 合成燃料 –アイダホ国立研究所およびセラマテック社（米国）。^{[38] [39] [40] [41] [42] [43]}
  • 2008 WindFuels – Doty Energy（米国）^{[44] [45]}
  • 2012 エア・フューエル・シンセシス – エア・フューエル・シンセシス社（英国）。^{[46] [47] [48] [49] [50]}
  • 2013 グリーンフィード –ベングリオン・ネゲブ大学とイスラエル戦略的代替エネルギー財団（I-SAEF）。^{[51] [52] [53] [54]}
  • 2014 アウディ E ディーゼル^{[55] [56] [57]}

米国海軍研究所（NRL）は、フィッシャー・トロプシュ法を使用して海上の船上で燃料を生成する液体燃料システムを設計しており、^[58]基本生成物である二酸化炭素（CO2）と水（H2O）は、_「アルカリ_水源の連続酸性化と連続水素ガス生成によるCO2回収のための電気化学モジュール構成」によって海水から抽出される_。 [ ^{59] [60]}

• オフピークの風力エネルギー、CO2、水から持続可能な輸送燃料を生産
• 持続可能な太陽光から燃料への経路のためにCO2を分離するオプション
• 電気分解とCO2リサイクルの展望 2016年3月4日アーカイブ - Wayback Machine
• 持続可能な未来のための化学プロセス - 第 8 章 再生可能エネルギー、CO2、人為的炭素循環