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米乐m6官方网站（以下简称“AIST”），由能源环境部能源过程研究部研究组组长望月武久、研究计划室主任高木英幸（兼任零排放国际联合研究中心）、能源效率研究部首席研究员田中洋平领导的课题组与碳中和燃料技术中心（以下简称碳中和燃料技术中心）共同组建简称“JPEC”）是一家普通法人基金会，与碳中和燃料技术中心（以下简称“JPEC”）合作液体合成燃料的台式设备，并已成功连续运行。

液体合成燃料可以替代汽油、柴油和喷气燃料等内燃机燃料，从而可以有效利用现有基础设施。因此，利用二氧化碳生产液体合成燃料作为实现碳中和的有前途的技术而受到关注。

新开发的集成制造台架工厂是SOEC共电解和FT合成的制造工艺，使得能够以比传统工艺更高的效率制造液体合成燃料。这是日本首个采用SOEC共电解系统的综合生产台架工厂，其成功的连续运行预计将促进液体合成燃料的进一步研究和开发，以实现液体合成燃料的实际应用和广泛使用，而此前液体合成燃料的生产成本较高。

日本的目标是到 2050 年实现碳中和，将二氧化碳等温室气体的排放和吸收总量降至零。为此，必须扩大生物质发电等可再生能源的使用，推广二氧化碳直接捕获、储存和利用等碳回收技术。在碳回收技术中，通过合成二氧化碳和氢气生产的液体合成燃料具有与汽油、柴油和喷气燃料等内燃机化石燃料相当的高能量密度。液体合成燃料可以替代汽车、飞机和船舶等运输燃料，以及工厂和发电设施使用的工业燃料，因此具有能够有效利用现有基础设施和内燃机的优势。另一方面，制造成本成为主要问题，需要构建高能源效率的制造系统。

为了从二氧化碳生产液体合成燃料，首先将稳定的二氧化碳转化为高反应性的一氧化碳和氢气的混合气体（合成气），然后使用催化剂通过FT合成使合成气发生化学反应，制造合成燃料。此时，需要大量电力来产生氢气，但使用在高温下电解水蒸气的固体氧化物电解池（SOEC），可以在13 V左右的电池电压下进行电解，与在20 V左右运行的传统水电解技术相比，可以显着降低功耗。

由二氧化碳生产合成气的方法是逆水煤气变换反应(CO₂+H₂⇔CO + H₂O)，但由于该反应是受平衡约束的吸热反应，因此需要高温反应。因此，我们将注意力转向了SOEC共电解，通过同时进行水电解制氢和通过逆水煤气变换反应生产高温合成气，有望实现高能源效率，而这之前是单独进行的。然而，SOEC共电解存在电解系统尺寸增大、电解操作导致设备劣化、部件高温腐蚀等问题。为了抑制甲烷生成和积炭，需要在常压和高于热力学积炭温度的温度下操作。因此，我们研究了SOEC共电解的合成气生产能力和基本特性，以及电解堆的稳定性和耐久性。

另一方面，由合成气生产液体燃料的FT合成反应的特点是会产生从甲烷到蜡等多种烃类，因此很难获得高比例的所需产物。 AIST与JPEC等合作开发FT合成催化剂酸催化剂并成功提高了液体合成燃料的收率。

这次，我们在AIST筑波中心西办事处安装了日本首创的将两种设备结合在一起的综合生产系统，并成功地用二氧化碳和水连续生产液体合成燃料。通过将新开发的 SOEC 共电解和 FT 合成相结合，可以使用集成生产系统生产高达 200 ml/h 的液体合成燃料（图 1）。

本次研发是受国家研究开发机构新能源产业技术综合开发机构委托的项目“碳回收、新一代火力发电等技术开发/CO₂减排/有效利用技术开发/液体燃料中的CO₂利用技术开发/新一代费托反应与液体合成燃料集成制造工艺研发（2020-2024）。

随着这一发展，现在可以通过在实验室规模上结合 SOEC 共电解和 FT 合成来以集成方式生产液体合成燃料。未来，我们将继续开展一些旨在尽早社会实施的举措，例如建立试点规模和发现问题。

液体合成燃料

它是由二氧化碳和氢气人工合成的液体燃料。它与石油的结构几乎相同，根据用途可自由用作汽油、煤油、柴油、喷气燃料等的替代燃料。此外，加油站等现有基础设施可以直接使用，因此制造技术一旦建立，就可以迅速普及。[返回来源]

SOEC（固体氧化物电解槽）共电解

该技术能够通过使用固体电解质的固体氧化物电解池在高温下同时电解二氧化碳和水蒸气来生产一氧化碳和氢气的混合气体。这种合成气可用于生产合成燃料。[返回来源]

FT（费托）合成

一氧化碳和氢气在催化剂存在下发生化学反应，生成液态烃、蜡等的过程。目前使用天然气和煤制气，但使用生物质和二氧化碳作为原料有望减少二氧化碳排放。[返回来源]

酸催化剂

它是一类催化剂，具有酸性，起到促进化学反应的作用。特别是，通过提供质子并协助反应物活化，脱水、异构化和烷基化等反应可以有效进行。典型例子包括沸石和硫酸，它们广泛应用于石油精炼、有机合成和生物质转化等领域。[返回来源]

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