メタンからの触媒水素生成：最近の進展と展望に関するレビュー

天然ガス（メタン）は現在、触媒水素生成の主要な供給源であり、年間の世界的な専用水素生産の約4分の3（約70百万トン）を占めています。水蒸気–メタン改質（SMR）は水素生産に使用される現在の産業プロセスですが、SMRプロセスは触媒活性が不十分で、長期的な安定性が低く、過剰なエネルギー投入が必要であり、主に大量に副生されるCO2の処理が原因です。2024年に予想される水素生産の需要が122.5百万トンに達する中、新しい触媒プロセスや改良されたプロセスが貴重な天然資源をより効果的に利用するために求められています。このレビューでは、SMRプロセスの触媒および反応工学の主要な記述子をまとめ、SMRプロセスと、CO2を用いた乾燥改質（DRM）、O2による部分酸化、水とO2を用いた自熱改質などの派生技術を比較しました。最後に、メタン変換の新たな進展として、直接的な水素と固体炭素への分解や、優しい条件での水素を含む液体有機物（メタノール、蟻酸、酢酸など）への選択的酸化について議論しました。これらは代替的な水素輸送体として機能します。このレビューが、メタンからの触媒水素生成の全貌を捉えるのに役立つことを願っています。