日本產業技術總合研究所(AIST)於日前發表與荷蘭台夫特理工大學(TU Delft)共同開發了一項無須分離回收處理，即可從100 PPM～數十%濃度範圍的二氧化碳直接合成高濃度甲烷之技術。
產業排出氣體中的二氧化碳濃度約為數%～數十%，大氣中則較稀薄約400 PPM，而將二氧化碳濃縮至接近100%的分離過程中須耗費大量的能源與成本，因此對於高效率化技術或不需分離回收的創新製程寄予期待。此次研究團隊開發了一項吸收二氧化碳後轉換為甲烷的二元機能觸媒(Dual-function Catalyst)，可從僅有100 PPM的二氧化碳中直接合成出最大1,000倍以上高濃度的甲烷。此觸媒係以具有二氧化碳回收機能的鹼金屬(鈉、鉀等)以及具備將二氧化碳與氫氣轉換為甲烷的鎳等組合而成。
研究團隊將產業領域的二氧化碳排放濃度設定為5～13%，大氣則預設在400 PPM，以及稀薄的100 PPM等各濃度條件下，利用450℃的固定床反應器(Fixed-bed Reactor)進行了實驗。將二氧化碳濃度100 PPM的氣體流入反應器，僅有二氧化碳被選擇性地吸收，到40分鐘後吸收趨於飽和之際，反應器出口都未有二氧化碳排出。一旦將氫氣導入反應器，甲烷迅速生成，即轉換成最大體積分率1,000倍以上的高濃度甲烷。轉換率達到90%以上。為了確認因大氣中氧氣造成觸媒劣化的狀況，研究團隊也利用含氧的二氧化碳氣體進行了實驗，雖然有些性能降低，但確認仍具有二氧化碳回收與甲烷的高效率轉換。今後研究團隊將更進一步推動二元機能觸媒開發，期提高每單位觸媒重量的二氧化碳回收量與甲烷生成量，並著手開發可達到實用化之高效率反應製程
資料來源：https://chemical-news.com/2021/03/16/%e7%94%a3%e7%b7%8f%e7%a0%94%e3%80%80%e5%
a4%a7%e6%b0%97%e4%b8%ad%e3%81%ae%e5%b8%8c%e8%96%84co2%e3%81%ae%e3%83%a1%e3%82
%bf%e3%83%b3%e7%9b%b4%e6%8e%a5%e5%90%88%e6%88%90%e8%a7%a6%e5%aa%92%e3%82%92/