日本の海洋資源「燃える氷・メタンハイドレート」から水素を造る

菅首相は4月22日、地球温暖化対策推進本部で日本の2030年度における温室効果ガス削減目標を引き上げ、30年度の排出量を13年度比で46%削減し、同時に「50%削減の高みに向けて挑戦を続ける」と発表しました。

「脱炭素」「カーボンニュートラル」「カーボンゼロ」に向け、官民の動きが加速していますが、経済産業省の「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」の14の重点分野を含め、やるべきことは数多くあります。

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これに関して最近、筆者は本メディアに6つの記事を執筆しましたが、その中の1つが『次世代エネルギー「水素」利用の技術開発はここまで進んでいる』。水素の製造方法については同記事などで述べたとおりですが、今回は海底に眠っている”燃える氷”、メタンハイドレートを用いる水素製造の試みについて解説します。

メタンガスがどうして氷に?

氷のようなメタンハイドレートが炎を出して燃える様子を、テレビで見たことがある方も多いでしょう。このメタンハイドレートとはいったい何でしょうか?

メタン(CH4)は、炭素の数が1個の最も単純な炭化水素(炭素と水素からできている化合物、ガソリンなどの燃料)で、常温常圧で気体です。ちなみに炭素数2個はエタン(C2H6)、3個はプロパン(C3H8、プロパンガス)、4個はブタン(C4H10、卓上コンロやライターのブタンガス)・・・と続きます。

一方、ハイドレートとは水和物のことで、水分子を含む物質です。

一般的にガスハイドレートとは、低温かつ高圧の条件下で水分子が作る12面体、16面体、20面体のケージ(かご)の中に、炭化水素ガスがゲストとして取り込まれたシャーベット状の固体物質で、代表的なものがよく知られたメタンハイドレートです。

ガス分子が水分子から作られるケージの中に取り込まれるのは不思議な現象ですが、見た目は氷に似ているメタンハイドレートの重量の15%はメタンガス、85%は水です。

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執筆者

徳島大学名誉教授、元副学長(教育担当)・理事。元4大学で非常勤講師。元学童保育支援補助員。現在、東京理科大学非常勤講師、たまプラーザがん哲学外来カフェ代表。青山学院大学理工学部化学科卒業、同修士課程修了。東洋醸造(現、旭化成)研究員、東京大学研究生、東京工業大学助手(理学博士)、米国パデュー大学とカリフォルニア工科大学博士研究員を経て、広島大学助手、講師。徳島大学助教授、教授、総合科学部長、2012年3月定年退職。専門は化学(有機合成化学)。教育、生と死、超高齢多死社会、文明の危機に関する拙文執筆と講演。著書に『定命 父の喪・母の喪―息子が遺してくれた生き直す力―』文芸社。横浜市在住。