レモンのレシピ研究①

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救っ
たと伝えられる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。
（戦国時代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編
のこと）の兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。愛称「ひ
こにゃん」

【今日の季節の花：ゼラニウム】

黄砂・杉花粉で車は洗車場は満杯。マスクも外せないものの、ラベン
ダーとゼラニウムを移植し、カランコエは頃合いをみて移植する予定。

【レモンのレシピ研究①】
折角、収穫したのにレモンが「雀の涙の間」に放置したまま。テレビ
で「春キャベツのホットサラダ」（朝イチ）が紹介されていたので、
創作レシピを考えようと思いつく。ところで、縮緬キャベツとレモン
のサラダ（Lemony Savoy Cabbage）のザボイキャベツレモンサラダは
イタリアンサラダと思っていたがフランスのサボイ王朝由来とかザボ
イ地方由来だとは知らなかった。^^;　ここでのポイントは、レモンと
ガーリック、あるいは、胡椒、クミン、ナツメ、パセリ、バジル、山
葵などのパウダー（フレーク）のアレンジ、そして、塩の種類や麹菌
などの工夫でかなり料理が楽しくなると確信する。
^

チキン（胸肉）とレモンと香辛料のロースト

春キャベツのホットサラダ
材料:2～3人分
レモン輪切り5枚分
塩小さじ1弱
春キャベツ 300g
春キャベツのホットサラダの作り方・レシピ
1「クイックレモン塩」を作る。レモンをよく洗って紙タオルで拭き、
端を落とし、皮ごと2～3ミリ厚さの輪切りを5枚作る。塩小さじ1弱と
共にポリ袋に入れて20～30秒間、皮をやわらかくするようにもみする。
2春キャベツ300gを3～4cm四方のザク切りにして耐熱容器に入れ、ふん
わりとラップをする。電子レンジ(600ワット)に２分間かける。さらに
もみ込んで味をなじませる。冷蔵庫で３～４日保存可能だという。

早速、いつものようにサンヨー食品の「サッポロ一番塩ら～めん」の
かっちんと半熟たまご、ベーコン添えにパセリ、バジルなどに10種類
の香辛料を加え、彼女の「レモン塩和え」を加え（米酢は加えない）
頂いた。結果は申し分ない。

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出所：NEDO➲水素基本：戦略に「 2030 年頃に～中略～ 30 円 /
　Nm 3 程度の水素コストの実現を目指す」

持続可能な製造能力 ⑤
【関連特許】
※ 特開2023-30964 炭化水素製造システム　三菱重工業株式会社
【要約】
図１のごとく炭化水素製造システムは、水素化合物部材と、水素化合
物部材を収容する反応容器と、反応容器の内部を加熱する加熱装置と
、反応容器の内部に二酸化炭素を含む二酸化炭素含有ガスを供給する
ガス供給装置と、反応容器の内部に水を供給する水供給装置とを備え
ることで炭化水素の製造コストを改善できる炭化水素製造システムを
提供する。

図１．炭化水素製造システムの構成模式図
【符号の説明】
１炭化水素製造システム２反応容器３水素化合物部材４加熱装
置５ガス供給装置６水供給装置１０熱供給源（熱供給装置）
１１ガス供給源１１ａ二酸化炭素分離装置１６０集光装置
【背景技術】
特許文献１に記載の装置は、二酸化炭素を含むガス及び水素源の存在
下において、ステンレス鋼を含む金属体に固体間接触によって単位面
積当たりの接触圧力が30kPa以上となる機械エネルギーを加えて二酸
化炭素に水素を付加し、炭化水素を精製する。
【参考文献】特開2020-62618公報
しかし、特許文献の装置では、金属体に機械エネルギーを与えるため
に消費される電力が必要となり、製造コストが高いといった課題があ
った。これに対し、本件では、加熱することで水素を放出できる水素
化合物部材が公知であり、水素を貯蔵した状態の水素化合物部材を加
熱して水素を放出中に二酸化炭素を供給すると、炭化水素が生成する
ことを見出し、これを炭化水素の製造に利用できると考える。そこで、
本開示の少なくとも１つの実施形態は、炭化水素の製造コストを改善
できる炭化水素製造システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る炭化水素製造システムは、水
素化合物部材と、前記水素化合物部材を収容する反応容器と、前記反
応容器の内部を加熱する加熱装置と、前記反応容器の内部に二酸化炭
素を含む二酸化炭素含有ガスを供給するガス供給装置と、前記反応容
器の内部に水を供給する水供給装置とを備える。

【発明の効果】
本開示の炭化水素製造システムによれば、水素化合物部材の存在下で
二酸化炭素と水素とを加熱すると両者が反応することにより炭化水素
が生成する。水素化合物部材に水を供給することにより水素化合物部
材に水素を貯蔵することができ、水素を貯蔵させた状態の水素化合物
部材を加熱することにより水素化合物部材から水素を放出することが
できる。したがって、水素化合物部材の存在下で水と二酸化炭素とか
ら炭化水素を製造することにより、炭化水素の製造コストを改善する
ことができる。

【発明を実施するための形態】
本開示の実施形態による炭化水素製造システムについて、図面に基づ
いて説明。以下で説明する実施形態は、本開示の一態様を示すもので
あり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲
内で任意に変更可能である。
＜本開示の一実施形態に係る炭化水素製造システムの構成＞
図１に示されるように、本開示の一実施形態に係る炭化水素製造シス
テム１は、水素化合物部材３を収容する反応容器２と、反応容器２内
を加熱する加熱装置４と、二酸化炭素を含む二酸化炭素含有ガスを反
応容器２内に供給するガス供給装置５と、反応容器２内に水を供給す
る水供給装置６とを備えている。反応容器２には、反応容器２内の流
体を外部に流出させるための流出部８が設けられている。水素化合物
部材３は、水素（Ｈ）以外の元素をＸとしたときに、化学式ＸｍＨｎ
で表される水素化合物の二次元的な配列を含有するものであり、化学
量論比ｍ：ｎは１：１～３：４（例えば、ＸＨ、ＸＨ２、ＸＨ３、Ｘ
Ｈ４、Ｘ２Ｈ３、Ｘ３Ｈ４）である。限定はしないが、元素Ｘは例え
ばホウ素（Ｂ）である。尚、本実施形態では、水素化合物部材３はホ
ウ化水素（ＨＢ）であるとして説明する。

加熱装置４は、反応容器２の内部すなわち反応容器２内に収容される
水素化合物部材３を加熱するためのものである。加熱装置４は、反応
容器２内に熱媒体を供給することによって熱媒体が水素化合物部材３
に直接接触する構成のものであってもよいが、以下では、反応容器２
の外面を覆うように設けられたジャケット又は通路のような熱媒体通
路９に熱媒体を流通させて、熱媒体と反応容器２内のガスとを熱交換
させることによって、反応容器２内に収容される水素化合物部材３を
加熱する構成を有するものとして説明する。
尚、熱媒体としては特に限定しないが、水やオイル等の液体状のもの
を使用することが好ましい。加熱装置４は、一端が熱媒体通路９の入
口に接続されるとともに他端が熱媒体通路９の出口に接続されて熱媒
体が循環する熱媒体循環ライン４ａを備え、熱媒体循環ライン４ａは、
熱媒体循環ライン４ａを流通する熱媒体に熱供給源１０で発生する熱
を、例えば熱交換によって移動させるように構成されている。ただし、
加熱装置４はこの形態に限定するものではなく、熱供給源１０の構成
によっては、熱供給源１０で発生する熱を含む流体であって熱供給源
１０から直接供給される流体又はその一部を熱媒体として熱媒体循環
ライン４ａに流通させるものであってもよい。
尚、熱供給源１０の構成については後述する。ガス供給装置５の構成
については特に限定しないが、例えば、ガス供給源１１に連通するコ
ンプレッサであってもよい。尚、ガス供給源１１としては、二酸化炭
素を貯蔵する二酸化炭素ボンベ等を用いることができるが、その他の
構成のガス供給源１１については後述する。水供給装置６は、液体の
水又は蒸気若しくは水又は蒸気の少なくとも一方を主成分として含む
流体（以下では、単に「水」という）を反応容器２内に供給するため
のものである。

＜本開示の一実施形態に係る炭化水素製造システムの動作＞
次に、本開示の一実施形態に係る炭化水素製造システム１の動作につ
いて説明する。炭化水素製造システム１は、水供給装置６を駆動させ
て水素を水素化合物部材３に貯蔵する動作（水素貯蔵動作）と、加熱
装置４及びガス供給装置５を駆動させて炭化水素を製造する動作（炭
化水素製造動作）とを交互に切り替えるように動作する。まず、水素
貯蔵動作について説明する。反応容器２内の温度が約１５０℃未満、
好ましくは約８０℃以上約１５０℃未満の状態で、水供給装置６から
反応容器２内に水を供給する。そうすると、下記反応式（１）で表さ
れるように、水素化合物部材３の存在下で水が水素と酸素とに分解し
て、水素が水素化合物部材３に吸蔵される。　

　　ＨＢ（Ｃ１）＋ｙＨ2Ｏ→ＨＢ（Ｃ２）＋ｚＯ2 ・・・（１）

尚、反応式（１）において「Ｃ１」とは、ＨＢに貯蔵された水素が放
出された状態（状態１）を意味し、「Ｃ２」とは、ＨＢに水素が貯蔵
された状態（状態２）を意味する。この反応により、水素化合物部材
３は水素を貯蔵した状態となる。酸素は反応容器２内に滞留するが、
流出部８を介して反応容器２から酸素を流出させることによって、酸
素を回収することができる。
次に、炭化水素製造動作について説明する。反応容器２内に収容され
る水素化合物部材３は、上述の水素貯蔵動作によって、水素を貯蔵し
た状態となっている。熱供給源１０で生じる熱を吸収した流体である
熱媒体が熱媒体通路９を流通するように、熱媒体が熱媒体循環ライン
４ａを循環するようにする。すなわち、加熱装置４を駆動させる。そ
うすると、熱媒体は、熱媒体通路９を流通する際に反応容器２内のガ
スと熱交換することによって、反応容器２内に収容される水素化合物
部材３が加熱される。水素化合物部材３の温度が約150℃～約300℃の
範囲になったら、ガス供給装置５を起動させて、反応容器２内に二酸
化炭素含有ガスを供給する。

水素を貯蔵した状態の水素化合物部材３の温度が上記温度範囲内にな
ると、水素化合物部材３から水素が放出される。これにより、反応容
器２内は、水素化合物部材３の存在下で、水素と二酸化炭素とが共存
する状態となる。本願発明者らは、水素化合物部材３の存在下で、水
素と二酸化炭素とが反応して炭化水素が生成することを見出した。炭
化水素の生成反応は次の通りであると考察する。
水素化合物部材３を構成する水素化合物はホウ化水素（ＨＢ）である
とすると、下記反応式（２）によって、水素化合物部材３から水素が
放出される。

　　ＨＢ（Ｃ２）→ＨＢ（Ｃ１）＋ｘＨ２・・・（２）

水素化合物部材３の存在下で、反応式（２）によって放出された水素
と、ガス供給装置５によって反応容器２内に供給された二酸化炭素と
が、下記反応式（３）のように反応する。
　　ａＣＯ２＋ｂＨ２→ＣａＨｂ＋ｃＨ２Ｏ・・・（３）
本願発明者らの実験では、反応式（２）によって生成する炭化水素と
して、反応式（２）においてａ＝１かつｂ＝２の場合のメタンに限定
されず、ａ＝２の場合のエタン又はエチレン、ａ＝３の場合のプロパ
ン又はプロピレン等、さらに、ａ＝４の場合のブタンやブテン等まで
生成されることを見出した。このようにして生成した炭化水素は、加
熱装置４及びガス供給装置５を停止した後、流出部８を介して反応容
器２から流出されて、回収すること、又は、炭化水素を必要とする設
備に供給することができる。生成した炭化水素を流出部８から流出さ
せることにより、反応容器２内の温度が低下するので、その後は水素
貯蔵動作が可能となり、炭化水素製造動作及び水素貯蔵動作を順次繰
り返すことにより、継続的な炭化水素の製造が可能となる。
尚、熱媒体通路９に冷却用の熱媒体を流通させることにより（冷却装
置を構成する）、反応容器２内を積極的に冷却して、水素貯蔵動作に
適した温度にすることもできる。
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上述の本開示の炭化水素製造技術と、従来の二酸化炭素還元技術とを
対比した結果を下記表１にまとめた。
尚、表１では、それぞれの技術における優位点を「〇」とし、欠点を
「×」とし、どちらとも言えない点を「△」としている。

※ホウ素：国内ではボロン鉱が産出されないため原料となる鉱石及び
中間製品を全量輸入している。輸入されているボロン鉱石にはコレマ
ナイト(Ca2B6O11・5H2O)、ウレキナイト（NaCaB5O6(OH)6・H2O）があ
るが、輸入通関にはこれらの鉱石が区別されておらず大部分がコレマ
ナイトであるので、末尾掲載のマテリアルフロー図では、ボロンの純
分をコレマナイトのボロン純分である 15.78％を用いて算定した。表
２に示すとおり、我が国の主たる輸入相手国は、鉱石についてはトル
コ、ロシア、ほう酸についてはロシア、米国、ほう砂については米国
である。尚、ホウ素の回収としてキレート樹脂吸着方式（NECファシリ
ティ－ズ）などが確立されている。via 超高効率ホウ素除去システム：
エコクロスウォーターソリューション
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電解還元技術やメタネーションによれば、本開示の技術と同様にメタ
ンを生成させることができるが、電解還元技術では電力が必要であり。
メタネーションでは水素の供給と４００℃の熱が必要である。これ
に対し、本開示の技術では、加熱装置４として電気ヒーターを使用し
なければ、上記反応式（１）及び（２）を生じさせるための電力は不
要であり、反応温度が約１５０℃～約３００℃の範囲であることから、
本開示の技術は電解還元技術及びメタネーションに比べて、炭化水素
の製造コストが優れていると言える。また、人工光合成技術は、本開
示の技術とは生成物が異なるが、水と二酸化炭素を原料として光を照
射することで反応を生じさせることができるという優位点があるもの
の、必要な反応面積が多いという欠点があり、本開示の技術に比べて
優位性はないと考えられる。したがって、本開示の炭化水素製造技術
は、従来の二酸化炭素還元技術と比べて、炭化水素の製造コストが優
れていると言える。このように、水素化合物部材３の存在下で二酸化
炭素と水素とを加熱すると両者が反応することにより、炭化水素が生
成する。水素化合物部材３に水を供給することにより水素化合物部材
３に水素を貯蔵することができ、水素を貯蔵させた状態の水素化合物
部材３を加熱することにより水素化合物部材３から水素を放出するこ
とができる。したがって、水素化合物部材３の存在下で水と二酸化炭
素とから炭化水素を製造することにより、炭化水素の製造コストを改
善することができる。

図２熱供給源を含むプラントと本開示の炭化水素製造システムとを
組み合わせた構成模式図

＜熱供給源１０及びガス供給源１１の構成＞
次に、熱供給源１０及びガス供給源１１のいくつかの構成について説
明するが、熱供給源１０及びガス供給源１１はそれぞれ、以下で説明
する構成に限定するものではない。図２には、熱供給源１０を含む工
場や発電所等のプラント１００と炭化水素製造システム１とを組み合
わせた構成模式図が記載されている。尚、プラント１００はガス供給
源１１を含んでもよい。熱供給源１０及びガス供給源１１の構成を具
体的に説明する前に、上図２に基づいて、プラント１００から炭化水
素製造システム１に熱媒体及び二酸化炭素含有ガスを供給し、かつ炭
化水素製造システム１で生成された炭化水素を他の設備（プラント１
００を含む）に供給するための一般的な構成について説明する。

工場や発電所等のプラント１００には、ボイラ等の燃焼装置や化学反
応装置等が含まれており、これらから熱が発生したり、二酸化炭素を
含む排ガスが排出されたりする場合がある。この熱を含む熱媒体１０１
を炭化水素製造システム１の反応容器２に供給したり、二酸化炭素を
含む排ガス１０４または任意の構成の二酸化炭素回収装置１０２によ
り、二酸化炭素含有量を高めたガス１０５を二酸化炭素含有ガスとし
て反応容器２内に供給したり、反応容器２内の加熱及び反応容器２内
への二酸化炭素含有ガスの供給が可能になる。炭化水素製造システム
１で生成した炭化水素１０３は、プラント１００で、燃料又は化学反
応の原料等として使用するできる。プラント１００の発生排熱を炭化
水素製造システム１が利用し、炭化水素製造システム１の消費エネル
ギーが抑制できる。また、プラント１００で発生した二酸化炭素を炭
化水素製造システム１の利用により、プラント１００及び炭化水素製
造システム１を含む設備全体の動力効率を向上できた上、本来は大気
中へ排出される二酸化炭素の再利用が可能となる。

図３熱供給源及びガス供給源を含むＧＴＣＣ発電プラントと本開示
の炭化水素製造システムとを組み合わせた構成模式図

上図３には、熱供給源１０及びガス供給源１１を含むプラント１００
の一例としてのガスタービンコンバインドサイクル（ＧＴＣＣ）発電
プラント１００ａと、炭化水素製造システム１とを組み合わせた構成
模式図が記載されている。ＧＴＣＣ発電プラント１００ａは、ガスタ
ービン１１０と、ガスタービン１１０によって駆動される発電機１１１
と、ガスタービン１１０の排ガス１１２によって蒸気を生成するボイ
ラ１１３と、ボイラ１１３で生成された蒸気１１４によって駆動され
る蒸気タービン１１５と、蒸気タービン１１５によって駆動される発
電機１１６とを備えている。この形態では、ガスタービン１１０の
排ガス１１２の一部を熱媒体１１８として炭化水素製造システム１の
反応容器２に供給することができるし、図示しない熱交換器において
排ガス１１２の一部と熱交換された熱媒体１１８を反応容器２に供給
することができる。したがって、この形態ではガスタービン１１０が
熱供給源１０としての熱供給装置である。

ガスタービン１１０の排ガス１１２には二酸化炭素が含まれているこ
とから、この形態では、排ガス１１２の一部を二酸化炭素含有ガス
１１９として炭化水素製造システム１の反応容器２内に供給すること
ができるし、二酸化炭素回収装置１０２によって二酸化炭素含有量を
高めたガスを二酸化炭素含有ガス１１９として炭化水素製造システム
１の反応容器２内に供給することができる。したがって、この形態で
はガスタービン１１０がガス供給源１１である。ガスタービン１１０
の排熱を炭化水素製造システム１が利用することにより、炭化水素製
造システム１における消費エネルギーを抑制することができる。また、
ガスタービン１１０の排ガス中の二酸化炭素を炭化水素製造システム
１が利用することにより、本来は大気中へ排出される二酸化炭素の再
利用が可能になる。この形態では、炭化水素製造システム１におい
て製造された炭化水素１１７を、ガスタービン１１０の燃焼器におい
て燃焼される燃料又はその一部として供給することができる。これに
より、ＧＴＣＣ発電プラント１００ａにおける発電効率を向上させる
ことができる。

図４．熱供給源及びガス供給源としての二酸化炭素回収装置と本開示
　　の炭化水素製造システムとを組み合わせた構成模式図
上図４には、熱供給源１０及びガス供給源１１として任意の設備に、
設けられた二酸化炭素回収装置１２０と、炭化水素製造システム１と
組み合わせた構成模式図が記載されている。二酸化炭素回収装置１２
０は、どのような目的で設けられたものでもよく、例えば、図２のプ
ラント１００に設けられた二酸化炭素回収装置１０２であってもよい
し、二酸化炭素の回収効率は低いが、大気中に含まれる二酸化炭素を
回収するために設けられたものでもよい。この形態では、炭化水素製
造システム１において製造された炭化水素１２４は、任意の設備に供
給することができる。この形態に限定した構成ではないが、水蒸気分
解装置１２５を設けることもできる。水蒸気分解装置１２５において
炭化水素１２４をエチレン及びプロピレンに分解し、任意の化学プラ
ントに供給することもできる。これにより、本来は大気中へ排出され
る二酸化炭素の有効利用が可能になる。
図５．熱供給源を含むメタノール合成プラントと本開示の炭化水素製
　　造システムとを組み合わせた構成模式図

上図５には、熱供給源１０を含むプラント１００の一例としてのメタ
ノール合成プラント１００ｂと、炭化水素製造システム１とを組み合
わせた構成模式図が記載されている。メタノール合成プラント１００
ｂは、天然ガスを水蒸気で改質する改質器１３０と、改質器１３０で
生成した改質ガスを圧縮する圧縮機１３１と、圧縮機１３１によって
供給された改質ガスを用いてメタノールを合成するメタノール合成装
置１３２と、メタノール合成装置１３２で生成した粗メタノールを精
製する蒸留塔１３３とを備えている。炭化水素製造システム１の水供
給装置６は、改質器１３０に供給される水蒸気の一部を反応容器２内
に供給できるように構成されている。この形態では、ガス供給源１１
の構成は任意である。炭化水素製造システム１において製造された炭
化水素１３４は、改質器１３０に供給される天然ガスとともに改質器
１３０に供給されて、改質ガスを製造するための原料の一部として使
用することができる。これにより、メタノール製造の原料である天然
ガスの使用量を削減できるので、メタノールの製造コストを低減す。る
図６．熱供給源及びガス供給源を含む肥料プラントと本開示の炭化水
　　素製造システムとを組み合わせた構成模式図

図６には、熱供給源１０及びガス供給源１１を含むプラント１００の
一例としての肥料プラント１００ｃと、炭化水素製造システム１とを
組み合わせた構成模式図が記載されている。肥料プラント１００ｃは、
肥料としての尿素を製造するプラントである。肥料プラント１００ｃ
は、天然ガスを水蒸気で改質する改質器１４０と、改質器１４０生成
した改質ガス中の一酸化炭素及び水蒸気を二酸化炭素及び水素に変性
させる変性器１４１と、変性器１４１から供給されるガス中の二酸化
炭素を回収する二酸化炭素回収装置１４２と、二酸化炭素回収装置
１４２において二酸化炭素を回収されたガス中に残存する一酸化炭素
及び二酸化炭素をメタンに変換するメタン化装置１４３と、メタン化
装置１４３から流出するガスを圧縮する圧縮機１４４と圧縮機１４４
から供給されたガス中の水素と窒素とを反応させてアンモニアを製造
するアンモニア製造装置１４５と、二酸化炭素回収装置１４２におい
て回収された二酸化炭素１４７とアンモニア製造装置１４５において
製造されたアンモニア１４８とを反応させて尿素を製造する尿素製造
装置１４６とを備えている。炭化水素製造システム１の水供給装置６
は、改質器１４０に供給される水蒸気の一部を反応容器２内に供給で
きるように構成されている。また、炭化水素製造システム１のガス供
給装置５は二酸化炭素回収装置１４２で回収された二酸化炭素１４７
の一部を反応容器２内に供給できるように構成されている。さらに、
炭化水素製造システム１において製造された炭化水素１５０は、改質
器１４０に供給される天然ガスとともに改質器１４０に供給されて、
改質ガスを製造するための原料の一部として使用することができる。
これにより、尿素製造の原料である天然ガスの使用量を削減できるの
で、尿素の製造コストを低減することができる。この形態では、改
質器１４０における天然ガスの改質反応は吸熱反応であるため、改質
器１４０内に熱を供給するための熱媒体が改質器１４０に供給される。
改質器１４０から流出した熱媒体１４９は、改質器１４０に供給され
る際の温度よりも冷却されているが、反応容器２に供給される熱媒体
として使用するためには十分な温度を有している。このため、改質器
１４０から流出した熱媒体１４９を反応容器２に供給することができ
る。したがって、この形態では改質器１４０が熱供給源１０としての
熱供給装置である。天然ガスの改質反応のための熱の残りを炭化水素
製造システム１が利用することにより、炭化水素製造システム１にお
ける消費エネルギーを抑制することができる。

図７．太陽光を集光する集光装置と本開示の炭化水素製造システムと
を組み合わせた構成模式図である。

上図７には、熱供給源１０として、太陽光を集光する集光装置１６０
を設けた炭化水素製造システム１が示されている。集光装置１６０の
構成は特に限定するものではなく、例えば、放物面トラフ、太陽光発
電タワー、パラボラディッシュのいずれのタイプの装置を使用できる
が、最高加熱温度やコスト等を考慮すると、放物面トラフのタイプの
装置が好ましい。その他の構成は、図１に示される炭化水素製造シス
テム１と同じである。

ただし、炭化水素製造システム１が設けられる場所に応じて、ガス供
給源１１の具体的構成や、水供給装置６によって供給される水の供給
源が異なる。例えば、炭化水素製造システム１が、図２のプラント１
００に設けられる場合には、プラント１００の具体的構成に応じて、
図３～図６のそれぞれに示される炭化水素製造システム１の場合のガ
ス供給源１１及び水の供給源と同じにすることができるが、集光装置
１６０は一般に比較的広い設置個所に設けられること多いので、図２
のプラント１００内に設けられるガス供給源１１及び水の供給源を利
用できない場合が多い。このような場合には、空気から二酸化炭素を
分離する二酸化炭素分離装置１１ａをガス供給源１１として設けるよ
うにしてもよい。二酸化炭素分離装置１１ａとしては、例えば、アミ
ン水溶液のような液体の吸収液に二酸化炭素を吸収する構成の装置や、
固体吸収剤に二酸化炭素を吸着させる構成の装置を使用することがで
きる。水の供給源については、設置個所近傍に存在する河川湖沼等を
利用してもよいし、水を貯留するタンクを利用してもよい。
この形態では、熱媒体循環ライン４ａを流通する熱媒体に、集光装置
１６０が集光した太陽光を照射することによって、熱媒体が加熱され
る。太陽光の熱によって反応容器２の内部を加熱するので、熱効率を
向上することができ、その結果、炭化水素の製造コストをさらに改善
することができる。また、ガス供給源１１として二酸化炭素分離装置
１１ａを設けることにより、近くに二酸化炭素の供給源がない場合で
も炭化水素の製造が可能となる。

図８実施例で使用した装置の構成模式図である。
＜実施例＞
次に、水素を貯蔵した状態の水素化合物部材を加熱して水素を放出中
に二酸化炭素を供給すると、炭化水素が生成することを実施例によっ
て検証した。上図８に、この実施例で使用した装置２００の構成を示
す。装置２００は、内部に水素化合物部材２０１（ＨＢ）を収容可能
な反応器２０２（容積０．３Ｌ）を備えている。反応器２０２は、そ
の内部を加熱するためのマントルヒータ２０３を備えている。反応器
２０２は、アルゴンボンベ２０４及び二酸化炭素ボンベ２０５のそれ
ぞれと連通している。反応器２０２は、その内部に水を注入するため
のマイクロシリンジ２０６及びその内部のガスをサンプリングするた
めのガスシリンジ２０７のそれぞれと連通している。装置２００を使
用して、以下の手順で実験を行った。

・アルゴンボンベ２０４から反応器２０２へアルゴンを供給し、０．１
ＭＰａＧまで反応器２０２内を加圧した。
・反応器２０２内の圧力を降下させて、０．０１ＭＰａＧ以下に設定
した。
・ガスシリンジ２０７を用いて、反応器２０２内<のガスをサンプリン
グし、サンプリングしたガスの分析をガスクロマトグラフィーで行っ
た
・マイクロシリンジ２０６を用いて、反応器２０２内に０．５ｃｃの
水を注入した。
・二酸化炭素ボンベ２０５から反応器２０２へ二酸化炭素を供給し、
０．１ＭＰａＧまで反応器２０２内を加圧した。
・マントルヒータ２０３を起動して、反応器２０２内の温度を５０℃
毎にステップ状に昇温した。
・反応器２０２内の温度が２００℃に達した直後、ガスシリンジ２０
７を用いて、反応器２０２内のガスをサンプリングし、サンプリング
したガスの分析をガスクロマトグラフィーで行った。
・反応器２０２内の温度が２５０℃に達した後は、その温度を維持す
るように調節し、定期的に反応器２０２内のガスをサンプリングし、
サンプリングしたガスの分析をガスクロマトグラフィーで行った。
実験開始前、実験開始後２時間経過時、実験開始後４０時間経過時の
それぞれにおけるガスクロマトグラフィーでの分析結果を表２に示さ
れている。

これによれば、２００℃及び２５０℃のそれぞれの反応温度において、
メタン及びエタンが生成されていることを確認。また、２５０℃の反
応温度において、Ｃ３又はＣ４相当物質については具体的な組成は定
量していないが、分析で得られたピーク面積と、メタン及びエタンの
検量線データとを用いて、トータルの推定値として「5.0×10-4mol」
という分析結果を記載している。この結果から、Ｃ３又はＣ４相当物
質が生成されていることを確認することができる。したがって、この
実施例により、水素を貯蔵した状態の水素化合物部材を加熱して水素
を放出中に二酸化炭素を供給すると、炭素数が４以下の炭化水素が生
成することを確認している。
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

［１］一の態様に係る炭化水素製造システムは、水素化合物部材（３）
と、前記水素化合物部材（３）を収容する反応容器（２）と、前記反
応容器（２）の内部を加熱する加熱装置（４）と、前記反応容器（２）
の内部に二酸化炭素を含む二酸化炭素含有ガスを供給するガス供給装
置（５）と、前記反応容器（２）の内部に水を供給する水供給装置（
６）とを備える。本開示の炭化水素製造システムによれば、水素化合
物部材の存在下で二酸化炭素と水素とを加熱すると両者が反応するこ
とにより、炭化水素が生成する。水素化合物部材に水を供給すること
により水素化合物部材に水素を貯蔵するでき、水素を貯蔵させた状態
の水素化合物部材を加熱することにより水素化合物部材から水素を放
出することができる。したがって、水素化合物部材の存在下で水と二
酸化炭素とから炭化水素を製造することにより、炭化水素の製造コス
トを改善することができる。

［２］別の態様に係る炭化水素製造システムは、［１］の炭化水素製
造システムであって、水素を貯蔵した状態の前記水素化合物部材（３）
を収容する前記反応容器（２）の内部の温度を前記加熱装置（４）に
よって１５０℃から３００℃の範囲にした状態で、前記ガス供給装置
（５）から前記反応容器（２）の内部に前記二酸化炭素含有ガスが供
給される。このような構成によれば、水素化合物部材から放出された
水素と、反応容器の内部に供給された二酸化炭素とが水素化合物部材
の存在下で反応することにより炭化水素が生成するので、水素化合物
部材の存在下で水と二酸化炭素とから炭化水素の製造が可能となる。

［３］さらに別の態様に係る炭化水素製造システムは、［１］の炭化
水素製造システムであって、前記水素化合物部材（３）を収容する前
記反応容器（２）の内部の温度が１５０℃未満の状態で、前記水供給
装置（６）から前記反応容器（２）の内部に水が供給される。このよ
うな構成によれば、水素を放出することにより炭化水素が生成された
後の水素化合物部材に水素を貯蔵することができるので、水素化合物
部材を炭化水素の製造に繰り返し使用することができる。

［４］さらに別の態様に係る炭化水素製造システムは、［１］～［３］
のいずれかの炭化水素製造システムであって、熱供給装置（１０）を
さらに備え、前記加熱装置（４）は、加熱流体によって前記反応容器
（２）の内部を加熱するように構成され、前記加熱流体は前記熱供給
装置（１０）で生じる熱を吸収した流体である。このような構成によ
れば、熱供給装置からの熱によって反応容器の内部を加熱するので、
熱効率を向上することができ、その結果、炭化水素の製造コストをさ
らに改善することができる。

［５］さらに別の態様に係る炭化水素製造システムは、［４］の炭化
水素製造システムであって、二酸化炭素を生成又は回収するガス供給
源（１１）をさらに備え、前記ガス供給装置（５）は、前記ガス供給
源（１１）に連通する。このような構成によれば、ガス供給源で生成
又は回収された二酸化炭素を炭化水素の製造に使用することにより、
炭化水素の製造コストをさらに改善することができる。

［６］さらに別の態様に係る炭化水素製造システムは、［１］～［３］
のいずれかの炭化水素製造システムであって、太陽光を集光する集光
装置（１６０）をさらに備え、前記加熱装置（４）は、加熱流体によ
って前記反応容器（２）の内部を加熱するように構成され、前記加熱
流体は、前記集光装置（１６０）によって集光された太陽光が照射さ
れて加熱された流体である。このような構成によれば、太陽光の熱に
よって反応容器の内部を加熱するので、熱効率を向上することができ、
その結果、炭化水素の製造コストをさらに改善することができる。

［７］さらに別の態様に係る炭化水素製造システムは、［６］の炭化
水素製造システムであって、空気から二酸化炭素を分離する二酸化炭
素分離装置（１１ａ）をさらに備え、前記ガス供給装置（５）は前記
二酸化炭素分離装置（１１ａ）に連通する。このような構成によれば、
空気中の二酸化炭素を炭化水素の製造に使用することにより、近くに
二酸化炭素の供給源がない場合でも炭化水素の製造が可能となる。

✔ホウ化水素を触媒とした熱化学反応（300℃以下）でエタン及びアル
デヒドの炭化水素を製造するシステムを読み解き「化学プラント建設
」経験を彷彿とさせ去来するものがあったが、熱エネルギー源が反応
工程由来か、或いは外部由来熱源なのかは定かでないが、原子力発電
由来の線も見えてくるが、安全・環境やなどの内外不経済のリスク比
較評価も必要である。
さて、2017年に我々が世界で初めて合成に成功したホウ化水素（HB)シ
ートが金属や炭素を含まない固体酸触媒として機能することが世界で
初めて明らかにされているので、取り上げてみた。

【特徴】
１．安全：固体で安定に存在する
２．軽量：質量水素密度8.5％
３．省エネ、オンデマンド：光照射のみで水素を放出可能
【関連特許】
特許第7057569号二次元ホウ化水素含有シート、二次元ホウ素化合物
含有シートの製造方法国立大学法人筑波大学/国立大学法人東京工業
大学

【特許請求の範囲】
１．Ｘ線光電子分光分析において、負に帯電したホウ素のＢ１ｓに由
　来する１８８ｅＶ近傍にピークを示し、マグネシウムに由来するピー
　クを示さないスペクトルを有し、電子線エネルギー損失分光におい
　て、ホウ素のｓｐ２構造に由来する１９１ｅＶにピークを示すスペ
　クトルを有し、昇温脱離ガス分析と昇温前後の質量測定により算出
　されるホウ素と水素のモル比が１：１である（ＨＢ）ｎ（ｎ≧４前
　記（ＨＢ）ｎ（ｎ≧４）からなることを特徴とする二次元ホウ化水
　素含有シート。
２．前記二次元ネットワークは、ホウ素原子が六角形の環状に配列し、
　前記ホウ素原子によって形成される六角形が連接してなる網目状を
　なし、前記ホウ素原子のうち隣接する２つが同一の水素原子と結合
　する部位を有することを特徴とする請求項１に記載の二次元ホウ化
　水素含有シート。）からなることを特徴とする二次元ホウ化水素含
　有シート。
３．少なくとも一方向の長さが１００ｎｍ以上であることを特徴とす
　る請求項１または２に記載の二次元ホウ化水素含有シート。
４．請求項１～３のいずれか１項に記載の二次元ホウ化水素含有シート
　の製造方法であってＭＢ２（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、
　Ｒｅ、Ｃｒ、ＴｉおよびＶからなる群から選択される少なくとも１
　種である。）型構造の二ホウ化金属と、前記二ホウ化金属を構成す
　る金属イオンとイオン交換可能なイオンを配位したイオン交換樹脂
　とを極性有機溶媒中で混合する工程を有することを特徴とする二次
　元ホウ素化合物含有シートの製造方法。
５．前記イオン交換樹脂は、スルホ基を有することを特徴とする請求
項４に記載の二次元ホウ素化合物含有シートの製造方法。
６．前記極性有機溶媒は、アセトニトリルまたはメタノールであるこ
とを特徴とする請求項４または５に記載の二次元ホウ素化合物含有
シートの製造方法。

風蕭々と碧い時代

Jhon Lennon　Imagine