低温 ていおん でメタノール を硫酸 りゅうさん などで脱水 だっすい すると得 え られ(メタノール脱水 だっすい 法 ほう )、物性 ぶっせい もメタノールに近 ちか い[要 よう 検証 けんしょう – ノート ] 。
2
CH
3
OH
⟶
CH
3
−
O
−
CH
3
+
H
2
O
{\displaystyle {\ce {2CH3OH -> CH3-O-CH3 + H2O\ }}}
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23.4
k
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m
o
l
{\displaystyle =>{\rm {23.4kJ/mol}}}
水素 すいそ 結合 けつごう を形成 けいせい するものの、分子 ぶんし の幾何 きか 学 がく 的 てき 構造 こうぞう により、結合 けつごう 強度 きょうど が弱 よわ いため、沸点 ふってん や融点 ゆうてん は低 ひく いが毒 どく 性 せい はそれほど高 たか くはない[疑問 ぎもん 点 てん – ノート ] 。
比較的 ひかくてき 高 たか い温度 おんど (−23.6 ℃)、低圧 ていあつ で液化 えきか し、常温 じょうおん 常 つね 圧 あつ では気化 きか することから、従来 じゅうらい はスプレー 缶 かん 用 よう 溶剤 ようざい 兼 けん 噴射 ふんしゃ 剤 ざい として利用 りよう されてきた[1] 。
燃焼 ねんしょう 特性 とくせい は灯油 とうゆ や軽油 けいゆ に近 ちか く[1] 、LPG を構成 こうせい するプロパン (沸点 ふってん −42.1 ℃)ほど低 ひく い温度 おんど にせずとも液化 えきか し、また常温 じょうおん でもより低圧 ていあつ で液化 えきか する(25 ℃でプロパン9.1気圧 きあつ に対 たい しDME 6.1気圧 きあつ )ことから、近年 きんねん はLPG代替 だいたい 燃料 ねんりょう としての用途 ようと に注目 ちゅうもく が集 あつ まっている。このLPGよりも液化 えきか しやすい特性 とくせい は、タンカー やタンクローリー での輸送 ゆそう においても低温 ていおん 容器 ようき やより低 ひく 強度 きょうど の容器 ようき での輸入 ゆにゅう ・輸送 ゆそう を可能 かのう にする点 てん で、経済 けいざい 性 せい でも有利 ゆうり である。また、原料 げんりょう のメタノールは石炭 せきたん 、天然 てんねん ガス からだけでなく、バイオマス 、家畜 かちく 糞便 ふんべん 、石油 せきゆ 残 ざん 渣、廃油 はいゆ 、廃材 はいざい などの産業 さんぎょう 廃棄 はいき 物 ぶつ などからも得 え ることができ、石炭 せきたん を直接 ちょくせつ 燃 も やす際 さい に発生 はっせい する硫黄 いおう 酸化 さんか 物 ぶつ や粒子 りゅうし 状 じょう 物質 ぶっしつ も生 しょう じないクリーンな燃料 ねんりょう という点 てん でも優 すぐ れる。
一般 いっぱん 的 てき な炭素 たんそ 数 かず が多 おお いエーテル 類 るい は空気 くうき と反応 はんのう して過 か 酸化 さんか 物 ぶつ が生 しょう じるが、ジメチルエーテルは安定 あんてい していて生 しょう じない点 てん でも優位 ゆうい である。しかし、新 あら たな燃料 ねんりょう として使用 しよう するには、社会 しゃかい に輸送 ゆそう 、分配 ぶんぱい するためのインフラストラクチャーがまだ整 ととの っておらず、大量 たいりょう かつ安価 あんか に製造 せいぞう するためのプラントはまだ中国 ちゅうごく などに限 かぎ られており、安定 あんてい した供給 きょうきゅう 体制 たいせい を作 つく るには多大 ただい な投資 とうし が必要 ひつよう である[2] 。
また、現在 げんざい 、商業 しょうぎょう 化 か されている生産 せいさん 設備 せつび では、まず、天然 てんねん ガス などの原料 げんりょう から一酸化 いっさんか 炭素 たんそ と水素 すいそ のガスを分離 ぶんり し、次 つぎ にこの原料 げんりょう ガスからメタノールを合成 ごうせい し、さらにメタノールを脱水 だっすい してDMEを作 つく る「メタノール脱水 だっすい 法 ほう 」(間接 かんせつ 合成 ごうせい 法 ほう )が用 もち いられている。この「メタノール脱水 だっすい 法 ほう 」によって原材料 げんざいりょう の天然 てんねん ガスからDMEが製造 せいぞう される際 さい の熱 ねつ 効率 こうりつ は、現状 げんじょう では0.680–0.730(平均 へいきん 0.704)程度 ていど とかなり低 ひく い。これに対 たい してLNG(液化 えきか 天然 てんねん ガス)製造 せいぞう 時 じ の熱 ねつ 効率 こうりつ は比較的 ひかくてき 高 たか い0.870–0.930(平均 へいきん 0.900)であることを考 かんが えれば、DMEは原材料 げんざいりょう である天然 てんねん ガスからの(エネルギー減損 げんそん )が大 おお きいことがわかる。その結果 けっか 、DMEのWell-to-TankのCO2 排出 はいしゅつ は、LNGより30%弱 じゃく も多 おお くなるという問題 もんだい がある。しかし、バイオマスや廃油 はいゆ を原料 げんりょう に利用 りよう することで、Well-to-TankのCO2 排出 はいしゅつ はマイナスになる上 うえ 、Tank-to-Wheelで比較 ひかく すると、LNGの利用 りよう よりも大幅 おおはば に排出 はいしゅつ 削減 さくげん に寄与 きよ できる[3] 。このため、燃料 ねんりょう 利用 りよう の実用 じつよう 化 か が進 すす んでいる中国 ちゅうごく では、天然 てんねん ガスを原料 げんりょう としたDME製造 せいぞう は原則 げんそく 禁止 きんし されることとなった。
火災 かさい や爆発 ばくはつ の危険 きけん があるが、爆発 ばくはつ 下限 かげん は液化 えきか 石油 せきゆ ガス(LPG)の2倍 ばい 程度 ていど とやや安全 あんぜん 性 せい が高 たか い。
スプレー噴射 ふんしゃ 剤 ざい として利用 りよう されるが、屋内 おくない で多量 たりょう に使用 しよう すると事故 じこ の原因 げんいん となる。2018年 ねん 12月16日 にち には屋内 おくない で100本 ほん 以上 いじょう のスプレー缶 かん を噴射 ふんしゃ したために家屋 かおく 倒壊 とうかい を引 ひ き起 お こすほどの爆発 ばくはつ 事故 じこ が札幌 さっぽろ 市内 しない で発生 はっせい した(札幌 さっぽろ 不動産 ふどうさん 仲介 ちゅうかい 店舗 てんぽ ガス爆発 ばくはつ 事故 じこ )。
毒性 どくせい に関 かん しては、麻酔 ますい 性 せい があり、ヒトが154.24g/m3 の濃度 のうど で30分間 ふんかん 吸入 きゅうにゅう すると軽度 けいど の麻酔 ますい 状態 じょうたい になることが知 し られている。また、液化 えきか DMEに気化 きか 熱 ねつ が奪 うば われることで、低温 ていおん による凍傷 とうしょう を受 う ける可能 かのう 性 せい があり、目 め に入 はい ると失明 しつめい の恐 おそ れもあるため、取 と り扱 あつか いには保護 ほご 眼鏡 めがね や保護 ほご 具 ぐ の着用 ちゃくよう が必要 ひつよう である。
LPG より引火 いんか 性 せい が低 ひく く、ドライヤー 使用 しよう 時 じ など引火 いんか しやすい環境 かんきょう で使 つか うエアロゾル スプレー の溶剤 ようざい 兼 けん 噴射 ふんしゃ 剤 ざい に使 つか われる。ほぼ無臭 むしゅう のものが多 おお いフロン 類 るい と違 ちが い、やや臭 にお いがあるが、あまり気 き にならない範囲 はんい であり、オゾン層 そう への影響 えいきょう もわずかなので、エアダスター などにも使用 しよう される。
排出 はいしゅつ ガス中 ちゅう の微粒子 びりゅうし 状 じょう 物質 ぶっしつ (PM) が無 な く、硫黄 いおう (S) を含 ふく まないことから硫黄 いおう 酸化 さんか 物 ぶつ (SOx) を発生 はっせい させないクリーンな燃料 ねんりょう 。
単位 たんい 重量 じゅうりょう 当 あ たりのエネルギー密度 みつど は液化 えきか 石油 せきゆ ガス(LPG)の0.625倍 ばい と劣 おと る。
液化 えきか させやすいため、貯蔵 ちょぞう 、輸送 ゆそう は比較的 ひかくてき 容易 ようい で、液化 えきか 石油 せきゆ ガス(LPG)に準 じゅん じた扱 あつか いができる。低温 ていおん 船 せん 、タンク貨車 かしゃ 、タンクローリー 、常温 じょうおん 加圧 かあつ パイプライン による輸送 ゆそう も可能 かのう 。
エネルギーの安全 あんぜん 保障 ほしょう に欠 か かせないジメチルエーテルの燃料 ねんりょう 用 よう 規格 きかく は、日本 にっぽん では2005年 ねん に標準 ひょうじゅん 仕様 しよう 書 しょ 『TS K 0011燃料 ねんりょう 用 よう ジメチルエーテル』がまとめられた。中国 ちゅうごく ではこれを参考 さんこう に2010年 ねん に『GB 25035-2010 都市 とし 燃料 ねんりょう 用 よう ジメチルエーテル(城 しろ 镇燃气用二 に 甲 かぶと 醚 )』が定 さだ められ、2011年 ねん 7月 がつ から適用 てきよう されている。これらを受 う けて、日本 にっぽん の技術 ぎじゅつ 者 しゃ 主導 しゅどう で国際 こくさい 標準 ひょうじゅん 化 か 機構 きこう (ISO)での規格 きかく 化 か が行 おこな われ、『ISO/DIS 17198 Dimethyl ether (DME) for fuels』が制定 せいてい された。日本 にっぽん でも工業 こうぎょう 用 よう 、民生 みんせい 用 よう 、自動車 じどうしゃ 用 よう 、発電 はつでん 機 き 用 よう をカバーする日本工業規格 にほんこうぎょうきかく 『JIS K 2180 燃料 ねんりょう 用 よう ジメチルエーテル(DME)』(1-5)が2013年 ねん 3月 がつ に制定 せいてい された。
現在 げんざい 、ジメチルエーテルを日本 にっぽん に輸入 ゆにゅう する際 さい は、エーテル類 るい であるために4%の関税 かんぜい が掛 か かる。一方 いっぽう 、液化 えきか 天然 てんねん ガス (LNG) やLPGの関税 かんぜい は無税 むぜい である。
石炭 せきたん や練炭 れんたん が主 おも な燃料 ねんりょう である中国 ちゅうごく では、2005年 ねん ごろより硫黄 いおう 酸化 さんか 物 ぶつ や粒子 りゅうし 状 じょう 物質 ぶっしつ などの大気 たいき 汚染 おせん 物質 ぶっしつ 削減 さくげん と豊富 ほうふ な国内 こくない の石炭 せきたん 資源 しげん の有効 ゆうこう 利用 りよう を目的 もくてき に、山東 さんとう 省 しょう 、四川 しせん 省 しょう などで使用 しよう が開始 かいし された。その後 ご 、急速 きゅうそく に各地 かくち に広 ひろ まり、年産 ねんさん 100万 まん トン以上 いじょう の高 こう 効率 こうりつ プラントの運用 うんよう も始 はじ まって、すでに全国 ぜんこく の生産 せいさん 能力 のうりょく は1000万 まん トンに達 たっ している[4] 。実際 じっさい のプラント稼働 かどう 率 りつ はまだ低 ひく いが、ほとんどが民生 みんせい 用 よう の都市 とし ガス燃料 ねんりょう の成分 せいぶん としてプロパン に配合 はいごう して使用 しよう されている。
旧 きゅう NKK(日本鋼管 にほんこうかん ) (現 げん JFEホールディングス )がガスコンロ を使 つか ってジメチルエーテル単独 たんどく (ニートDME)の燃焼 ねんしょう 実験 じっけん を行 おこな った結果 けっか 、LPG用 よう は使用 しよう 不可 ふか だった。都市 とし ガス用 もちい 13Aの空気 くうき 混合 こんごう ダンパーを少 すこ し絞 しぼ れば問題 もんだい ないが、パッキン、シール剤 ざい などの部品 ぶひん はLPG用 よう だと劣化 れっか して使 つか えないため、ニチアス が新 あら たにジメチルエーテル用 よう の部品 ぶひん の開発 かいはつ を進 すす めている。
プロパン との混合 こんごう に関 かん しては、エルピーガス振興 しんこう センター でLPG用 よう 器具 きぐ を使 つか って燃焼 ねんしょう テストをしたところ、20%以下 いか なら全 すべ てのLPガス器具 きぐ が改造 かいぞう しなくても使 つか えるという結果 けっか が出 で ている[5] 。中国 ちゅうごく でもDME混合 こんごう 比 ひ を20%以下 いか に抑 おさ えて供給 きょうきゅう している。
また、混合 こんごう 比率 ひりつ を上 あ げると燃焼 ねんしょう 速度 そくど が速 はや まり、発熱 はつねつ 量 りょう が下 さ がるが、若干 じゃっかん の機器 きき 改造 かいぞう を行 おこな えば、混合 こんごう 比 ひ を40%にまで高 たか められることも分 わ かった[6] 。
日本 にっぽん では新潟 にいがた 県 けん の一正蒲鉾 いちまさかまぼこ などの工場 こうじょう で、試験 しけん 的 てき にボイラー 燃料 ねんりょう として使用 しよう が行 おこな われている[4] 例 れい がある。中国 ちゅうごく でも雲南 うんなん 省 しょう の企業 きぎょう がボイラー燃料 ねんりょう として使 つか うための装置 そうち を開発 かいはつ するなど、産業 さんぎょう 用 よう の利用 りよう も実用 じつよう 化 か しつつある。また、プロパンに代 か わるガス溶断 ようだん 用 よう 燃料 ねんりょう としての用途 ようと も考 かんが えられる。
セタン価 か が55以上 いじょう と高 たか く、ディーゼルエンジン 向 む きであり、酸素 さんそ 含有 がんゆう 率 りつ が高 たか く黒 くろ 煙 けむり (ディーゼル排気 はいき 微粒子 びりゅうし 、すす )が出 で ないため、環境 かんきょう 負荷 ふか の少 すく ないディーゼル燃料 ねんりょう として期待 きたい されている。代替 だいたい エネルギー を使 つか う低 てい 公害 こうがい 車 しゃ のエンジンとなる。ただしオクタン価 おくたんか が低 ひく いため、LPG自動車 じどうしゃ やCNG自動車 じどうしゃ と同様 どうよう のような火花 ひばな 点火 てんか 内燃 ないねん 機関 きかん において使用 しよう するとノッキング は起 お きやすい。
ディーゼル燃料 ねんりょう として利用 りよう するに際 さい して、開発 かいはつ 当初 とうしょ は 15MPa の噴射 ふんしゃ 圧力 あつりょく を一定 いってい に保 たも つ方式 ほうしき が採用 さいよう された。また、DMEは常温 じょうおん ・常 つね 圧 あつ では気体 きたい であるため、LPG燃料 ねんりょう などと同様 どうよう に潤滑 じゅんかつ 性 せい や粘性 ねんせい で軽油 けいゆ に劣 おと る。そのため潤滑 じゅんかつ 性 せい 向上 こうじょう 剤 ざい (主 しゅ として脂肪酸 しぼうさん )を添加 てんか するが、粘性 ねんせい 向上 こうじょう 剤 ざい に適切 てきせつ なものは見 み つかっていないこともあり、低 てい 粘性 ねんせい が原因 げんいん で発生 はっせい するリーク (液 えき 漏 も れ)対策 たいさく が行 おこな われている。
DMEを燃料 ねんりょう としたディーゼルエンジンでの全 ぜん 負荷 ふか 性能 せいのう 試験 しけん で、軽油 けいゆ を燃料 ねんりょう とする場合 ばあい に比 くら べて以下 いか のような特徴 とくちょう が知 し られている。
DMEは含酸素 もと 燃料 ねんりょう であり、炭素 たんそ (C) 同士 どうし が直接 ちょくせつ 結合 けつごう することがないエーテル結合 けつごう を有 ゆう する。このため低速 ていそく ではスモーク排出 はいしゅつ が無 な く、燃料 ねんりょう 噴射 ふんしゃ 量 りょう の増量 ぞうりょう が可能 かのう となり、低 てい 回転 かいてん 域 いき のトルク を増大 ぞうだい させる。これはディーゼルエンジン最大 さいだい の特徴 とくちょう が、軽油 けいゆ 以上 いじょう に生 い かされることを示 しめ す。[要 よう 出典 しゅってん ]
15 MPa 噴射 ふんしゃ では高速 こうそく 負荷 ふか の領域 りょういき で噴射 ふんしゃ 期間 きかん が長 なが くなり、排気 はいき 温度 おんど が上昇 じょうしょう することによる出力 しゅつりょく 低減 ていげん が発生 はっせい する(高速 こうそく 回転 かいてん 域 いき での出力 しゅつりょく 減退 げんたい )。[要 よう 出典 しゅってん ]
スモーク排出 はいしゅつ が無 な いことから、大量 たいりょう Cooled EGR を実行 じっこう することで排出 はいしゅつ ガス中 ちゅう の窒素 ちっそ 酸化 さんか 物 ぶつ (NOx) が低減 ていげん される。Cooled EGR とは冷却 れいきゃく ・排 はい ガス再 さい 利用 りよう 循環 じゅんかん システムのことで、酸素 さんそ の不足 ふそく した状態 じょうたい の排 はい ガスを冷却 れいきゃく して再 ふたた びエンジンの吸気 きゅうき に利用 りよう することで窒素 ちっそ 酸化 さんか 物 ぶつ の発生 はっせい を抑制 よくせい する。[要 よう 出典 しゅってん ]
燃料 ねんりょう 中 ちゅう に硫黄 いおう が含 ふく まれていないため、酸化 さんか 触媒 しょくばい などにより不完全 ふかんぜん 燃焼 ねんしょう 物 ぶつ (CO)、炭化 たんか 水素 すいそ 類 るい (HC) などが低減 ていげん される。[要 よう 出典 しゅってん ]
一般 いっぱん のディーゼル自動車 じどうしゃ 用 よう に使用 しよう するためには充填 じゅうてん スタンドが多数 たすう 必要 ひつよう になるが、現在 げんざい の日本 にっぽん の消防 しょうぼう 法 ほう や高 こう 圧 あつ ガス保安 ほあん 法 ほう に準拠 じゅんきょ してガソリンスタンド に併設 へいせつ しようとすると、保安 ほあん 距離 きょり を得 え るために多大 ただい な敷地 しきち が必要 ひつよう となり、規制 きせい 緩和 かんわ されないと、難 むずか しい。
一方 いっぽう 、タクシー などのLPG車 しゃ 用 よう の施設 しせつ への併設 へいせつ はすでに類似 るいじ の高 こう 圧 あつ ガスを扱 あつか っているため、比較的 ひかくてき 容易 ようい である。なお、中国 ちゅうごく では2008年 ねん に上海 しゃんはい 市 し 宝山 たからやま 区 く に世界 せかい 初 はつ のバス用 よう 充填 じゅうてん スタンド(加 か 注 ちゅう 站)が設置 せっち され、2009年 ねん 6月 がつ から147号 ごう 系統 けいとう の路線 ろせん バス10輌 りょう を使 つか った運用 うんよう が始 はじ まり、徐々 じょじょ に他 た の都市 とし にも広 ひろ まりつつある。
液化 えきか DMEは圧縮 あっしゅく 性 せい の高 たか い燃料 ねんりょう であり、入 い り口 くち から加 くわ えた圧力 あつりょく が出口 でぐち にそのまま伝 つた わらないため、微妙 びみょう な燃料 ねんりょう 噴射 ふんしゃ が実現 じつげん できず、NOx低減 ていげん 対策 たいさく や出力 しゅつりょく 調整 ちょうせい などできない。そして、EGRを実行 じっこう することは、エンジンの燃焼 ねんしょう 効率 こうりつ を減少 げんしょう させるため好 この ましくない。
DMEの原料 げんりょう である天然 てんねん ガスを主 おも 燃料 ねんりょう にするDDFエンジン(ディーゼルデュアルフュエルエンジン=軽油 けいゆ 着火 ちゃっか 型 がた 天然 てんねん ガスエンジン)の熱 ねつ 効率 こうりつ は、軽油 けいゆ を燃料 ねんりょう とするディーゼルエンジンとほぼ同等 どうとう との報告 ほうこく がある[8] 。このDDFエンジンの技術 ぎじゅつ が既知 きち であるにもかかわらず、天然 てんねん ガスから製造 せいぞう したDMEをディーゼルエンジンの燃料 ねんりょう に用 もち いるDMEエンジンは軽油 けいゆ で運転 うんてん するディーゼルエンジンに比 くら べて排出 はいしゅつ ガス削減 さくげん などが容易 ようい との理由 りゆう により、DMEエンジンの研究 けんきゅう が盛 さか んに行 おこな われている。しかし、このDMEエンジンは、天然 てんねん ガスを主 おも 燃料 ねんりょう とするDDFエンジンに比 くら べて「Well-to-WheelのCO2の増大 ぞうだい 」および「エネルギー資源 しげん の浪費 ろうひ 」を招 まね くために好 この ましくない[9] 。
圧縮 あっしゅく 性 せい が高 たか い(体積 たいせき 弾性 だんせい 率 りつ が低 ひく い)燃料 ねんりょう であることは事実 じじつ である。しかし、15 Mpa レベルでの研究 けんきゅう 開発 かいはつ ではそのことは指摘 してき されたが、その後 ご の高 こう 圧 あつ 噴射 ふんしゃ を実現 じつげん する中 なか で、そのことのマイナス面 めん での影響 えいきょう は指摘 してき される状況 じょうきょう にはない。
DMEは体積 たいせき 弾性 だんせい 率 りつ が低 ひく いから液体 えきたい 状態 じょうたい ではゴム毬 かさ のようで、圧縮 あっしゅく する際 さい に圧力 あつりょく が噴射 ふんしゃ 圧 あつ に反映 はんえい しにくいという説 せつ を、DMEが自動車 じどうしゃ 燃料 ねんりょう として向 む いていないという説明 せつめい に利用 りよう される。
体積 たいせき 弾性 だんせい 率 りつ のみを軽油 けいゆ と比較 ひかく すると1/2であり、圧力 あつりょく は1/3である。従 したが って容積 ようせき の2倍 ばい を噴射 ふんしゃ しなければならないため、圧縮 あっしゅく しなければならない容積 ようせき は4/3となる。つまり、軽油 けいゆ に対 たい して圧縮 あっしゅく 量 りょう が増 ふ えることになるが、その量 りょう は気 き にするようなレベルではない。むしろ、逆 ぎゃく にいえば、圧力 あつりょく が1/3であるために、部品 ぶひん の耐 たい 圧 あつ 強度 きょうど も1/3でよいなどのメリットの方 ほう がはるかに大 おお きい。
排気 はいき 再 さい 循環 じゅんかん (EGR) を実行 じっこう することでの効率 こうりつ 低下 ていか は事実 じじつ であるが、多 おお かれ少 すく なかれガソリン車 しゃ や軽油 けいゆ ディーゼル車 しゃ でも行 い っていることであり、DMEだけがことさら批判 ひはん される事柄 ことがら ではない。むしろ、ディーゼル排気 はいき 微粒子 びりゅうし (DPM) やすす を発生 はっせい しないために、ディーゼル微粒子 びりゅうし 捕 と 集 あつまり フィルター(DPF) を装着 そうちゃく せずに済 す むことで、軽量 けいりょう 化 か や背 せ 圧 あつ が増加 ぞうか しないことによる効率 こうりつ 向上 こうじょう は自動車 じどうしゃ にとって十分 じゅうぶん な恩恵 おんけい であると考 かんが えられている。また、GTL 軽油 けいゆ を利用 りよう する際 さい に、ディーゼルエンジンの圧縮 あっしゅく 比 ひ を13分 ぶん の1程度 ていど に落 お とすことが実証 じっしょう 実験 じっけん されているというが、結果 けっか として低 てい 回転 かいてん 域 いき のトルク を犠牲 ぎせい にしている。GTL軽油 けいゆ は天然 てんねん ガスから合成 ごうせい される軽油 けいゆ 様 さま 燃料 ねんりょう で、セタン価 か が70以上 いじょう あり、そのままでは軽油 けいゆ 代替 だいたい としての利用 りよう は問題 もんだい がある。ただし、硫黄 いおう を含 ふく まない燃料 ねんりょう であることは優 すぐ れた面 めん である。また、多 た 環 たまき 芳香 ほうこう 族 ぞく 炭化 たんか 水素 すいそ (PAH) を含 ふく まないため、DPM の発生 はっせい が少 すく なくなる傾向 けいこう にあるが、完全 かんぜん ではない。
このことは、ディーゼルエンジンの特徴 とくちょう である低 てい 回転 かいてん 域 いき のトルクを減 げん じることであり、このことから小型 こがた トラック や乗用車 じょうようしゃ 向 む きの燃料 ねんりょう との評価 ひょうか がある。軽油 けいゆ を中心 ちゅうしん に実行 じっこう されてきたディーゼルエンジンに対 たい して、軽油 けいゆ 代替 だいたい 燃料 ねんりょう として、GTL軽油 けいゆ とDMEを比較 ひかく した場合 ばあい 、大型 おおがた トラックやバス などの必須 ひっす 条件 じょうけん である低 てい 回転 かいてん 域 いき のトルクを軽油 けいゆ 以上 いじょう に発揮 はっき できるDMEが、軽油 けいゆ 代替 だいたい 燃料 ねんりょう としては優 すぐ れた面 めん であるとされる。
エンジンの高速 こうそく 回転 かいてん 域 いき における出力 しゅつりょく 減退 げんたい の改善 かいぜん が進 すす められている。また、様々 さまざま な部品 ぶひん の採用 さいよう に当 あ たっては個別 こべつ の研究 けんきゅう 成果 せいか と将来 しょうらい の大量 たいりょう 生産 せいさん を念頭 ねんとう において、軽油 けいゆ との共通 きょうつう 性 せい を確保 かくほ することが検討 けんとう されている。
噴射 ふんしゃ 孔 あな の数 かず や口径 こうけい の研究 けんきゅう 、全 ぜん 負荷 ふか 性能 せいのう 試験 しけん が行 おこな われ、一律 いちりつ の条件下 じょうけんか では出力 しゅつりょく の低下 ていか を起 お こすことなどがわかっている。噴射 ふんしゃ 圧 あつ と噴射 ふんしゃ 時間 じかん を運転 うんてん 条件 じょうけん の中 なか で変化 へんか させることによって適切 てきせつ な出力 しゅつりょく が確保 かくほ されることが研究 けんきゅう されている。
一方 いっぽう 、DME燃料 ねんりょう 自動車 じどうしゃ に必要 ひつよう とされた燃料 ねんりょう の冷却 れいきゃく や自動車 じどうしゃ 運転 うんてん 休止 きゅうし 中 ちゅう の燃料 ねんりょう の配管 はいかん 中 ちゅう からの排除 はいじょ (パージ )なども、その必要 ひつよう 性 せい の有無 うむ についての検討 けんとう がなされている。定置 ていち 型 がた 産業 さんぎょう 用 よう 分野 ぶんや においては自動車 じどうしゃ に先駆 さきが けて製品 せいひん 化 か されている[10] 。
直接 ちょくせつ 型 がた DME燃料 ねんりょう 電池 でんち は、直接 ちょくせつ ジメチルエーテル燃料 ねんりょう 電池 でんち (DDFC) とも呼 よ ばれ、水素 すいそ ガスを取 と り出 だ す改 あらため 質 しつ 器 き を必要 ひつよう としない固体 こたい 高分子 こうぶんし 形 がた 燃料 ねんりょう 電池 でんち である。同 おな じく改 あらため 質 しつ 器 き が不要 ふよう な直接 ちょくせつ メタノール燃料 ねんりょう 電池 でんち (DMFC) の燃料 ねんりょう であるメタノール より毒性 どくせい が低 ひく く、安全 あんぜん 性 せい が高 たか い燃料 ねんりょう 電池 でんち として期待 きたい されている。
電力 でんりょく 中央 ちゅうおう 研究所 けんきゅうじょ が石炭 せきたん や汚泥 おでい といった高 こう 水分 すいぶん の物質 ぶっしつ に、液化 えきか DMEを脱水 だっすい 剤 ざい として接触 せっしょく させ、水分 すいぶん を抜 ぬ き取 と り、石炭 せきたん や汚泥 おでい を乾燥 かんそう させる技術 ぎじゅつ の開発 かいはつ を行 おこな っている。圧縮 あっしゅく 性 せい の高 たか い物性 ぶっせい を逆手 さかて にとって、DMEの凝縮 ぎょうしゅく と蒸発 じょうはつ を少 すく ないエネルギーで繰 く り返 かえ すことで、従来 じゅうらい の乾燥 かんそう 技術 ぎじゅつ の半分 はんぶん のエネルギーで脱水 だっすい できる[11] 。
汚泥 おでい に適用 てきよう する場合 ばあい には脱臭 だっしゅう もでき、未 み 利用 りよう エネルギーを燃料 ねんりょう 化 か することでカーボンニュートラル につながる技術 ぎじゅつ の確立 かくりつ が期待 きたい されている。また、ヘドロ に適用 てきよう するとポリ塩化 えんか ビフェニル (PCB) やダイオキシン [12]
を常温 じょうおん で除去 じょきょ できる上 じょう 、重油 じゅうゆ で汚染 おせん された土壌 どじょう を浄化 じょうか することも期待 きたい されており[13] 、環境 かんきょう 浄化 じょうか 技術 ぎじゅつ としても検討 けんとう されている。
ジメチルエーテルは分子 ぶんし 構造 こうぞう 中 ちゅう に水素 すいそ 原子 げんし を多 おお く含 ふく む上 うえ 、穏和 おんわ な温度 おんど ・圧力 あつりょく で液化 えきか できるので、水素 すいそ を圧縮 あっしゅく したり、水素 すいそ をカーボンナノチューブ に吸着 きゅうちゃく させるよりも、水素 すいそ の輸送 ゆそう 密度 みつど が高 たか い。このため、水素 すいそ 輸送 ゆそう 媒体 ばいたい としての用途 ようと も研究 けんきゅう されている。
中国 ちゅうごく 寧 やすし 夏 なつ 回 かい 族 ぞく 自治 じち 区 く には2010年 ねん に石炭 せきたん からメタノール、ジメチルエーテルを経 へ て、プロピレン を製造 せいぞう し、さらにポリプロピレン にするプラントが稼動 かどう している。
中国 ちゅうごく ではジメトキシエタン の原料 げんりょう としての利用 りよう も検討 けんとう されている。また、アルキル化 か 剤 ざい やカップリング 剤 ざい としての用途 ようと も考 かんが えられる。
2001年 ねん 、関西電力 かんさいでんりょく は三菱重工 みつびしじゅうこう と共同 きょうどう で、火力 かりょく 発電 はつでん 所 しょ の排煙 はいえん に含 ふく まれる二酸化炭素 にさんかたんそ を取 と り出 だ し水素 すいそ と混 ま ぜ合 あ わせて、DMEを合成 ごうせい することに成功 せいこう した。これまで厄介 やっかい だった二酸化炭素 にさんかたんそ を、再生 さいせい 可能 かのう エネルギーとして有効 ゆうこう 利用 りよう することを可能 かのう にした。
2003年 ねん 、JFEを含 ふく む10社 しゃ の共同 きょうどう 出資 しゅっし により設立 せつりつ された(有) ゆうげんがいしゃ ディーエムイー開発 かいはつ により、200億 おく 円 えん を投資 とうし して北海道 ほっかいどう 釧路 くしろ 市 し に隣接 りんせつ する白糠 しらぬか 町 まち にDME製造 せいぞう のための大 だい 規模 きぼ 実証 じっしょう プラント(1日 にち あたり生産 せいさん 量 りょう 100トン)が建造 けんぞう された。実証 じっしょう 試験 しけん 後 ご 、引受 ひきうけ 希望 きぼう 者 しゃ にはプラント設備 せつび が無償 むしょう で譲渡 じょうと 予定 よてい であったものの、小規模 しょうきぼ 製造 せいぞう の経済 けいざい 性 せい に関 かん してその後 ご のエネルギー環境 かんきょう の変化 へんか もあり、引受 ひきうけ 先 さき がないまま実証 じっしょう 試験 しけん は2007年 ねん 3月 がつ に終了 しゅうりょう し、同 どう プラントは撤去 てっきょ された。
2008年 ねん 6月 がつ 、新潟 にいがた 県 けん 新潟 にいがた 市 し 北 きた 区 く の三菱ガス化学 みつびしがすかがく 新潟 にいがた 工場 こうじょう 内 ない に実証 じっしょう プラント(年産 ねんさん 8万 まん トン)が完成 かんせい した。このプロジェクトは同社 どうしゃ の技術 ぎじゅつ を用 もち いており、燃料 ねんりょう DME製造 せいぞう 株式会社 かぶしきがいしゃ 、DME自動車 じどうしゃ 実用 じつよう 化 か 研究 けんきゅう 開発 かいはつ グループ、新潟 にいがた DME研究 けんきゅう 会 かい から成 な り立 た っている。特 とく に、新潟 にいがた DME研究 けんきゅう 会 かい は、新潟 にいがた 県 けん 、新潟 にいがた 市 し 、長岡 ながおか 市 し の自治体 じちたい が参加 さんか している。2008年 ねん 12月、燃料 ねんりょう DME製造 せいぞう 株式会社 かぶしきがいしゃ は、一正蒲鉾 いちまさかまぼこ 栽培 さいばい センターのDMEボイラーに出荷 しゅっか を開始 かいし した。
2009年 ねん 5月、岩谷産業 いわたにさんぎょう と産業 さんぎょう 技術 ぎじゅつ 総合 そうごう 研究所 けんきゅうじょ が共同 きょうどう で木質 もくしつ バイオマスからのDME合成 ごうせい に成功 せいこう した。自動車 じどうしゃ 用 よう 、家庭 かてい 用 よう LPG混 こん 燃 もえ の研究 けんきゅう を進 すす めている。
中華人民共和国 ちゅうかじんみんきょうわこく では、石炭 せきたん 資源 しげん が豊富 ほうふ であるものの、天然 てんねん ガス や石油 せきゆ 資源 しげん に乏 とぼ しいことから、2005年 ねん ごろより石炭 せきたん を原料 げんりょう に本格 ほんかく 的 てき に製造 せいぞう されている。これは、石炭 せきたん をそのまま燃 も やすのでは大気 たいき 汚染 おせん が激 はげ しいことと、近年 きんねん の急激 きゅうげき な経済 けいざい 成長 せいちょう に伴 ともな う、液体 えきたい 燃料 ねんりょう 、気体 きたい 燃料 ねんりょう の需要 じゅよう の増加 ぞうか 、世界 せかい 的 てき な燃料 ねんりょう 価格 かかく の高騰 こうとう といった事情 じじょう による。中華人民共和国 ちゅうかじんみんきょうわこく 内 ない での価格 かかく はLPGを下回 したまわ っており、急速 きゅうそく にLPGからの転換 てんかん が進 すす んでいる。現在 げんざい では100万 まん トン/年 とし 未満 みまん のスケールのプラントは低 てい 効率 こうりつ であるとして、現存 げんそん 設備 せつび の廃止 はいし 、および今後 こんご の建造 けんぞう の禁止 きんし が定 さだ められている。既 すで に、300万 まん トン/年 とし のプラントの存在 そんざい が明 あき らかになっており、今後 こんご は1000万 まん トン/年 とし の規模 きぼ のプラントの建造 けんぞう も視野 しや に入 はい っているが、稼働 かどう 率 りつ がまだ低 ひく いため、新 あたら しい案件 あんけん は凍結 とうけつ されている。日本 にっぽん 企業 きぎょう では、主 おも に東洋 とうよう エンジニアリング が中華人民共和国 ちゅうかじんみんきょうわこく 内 ない 市場 いちば に参入 さんにゅう している。
日本 にっぽん 国内 こくない では、石油 せきゆ 残 ざん 渣(重油 じゅうゆ )の産業 さんぎょう 用 よう 消費 しょうひ は都市 とし ガス に押 お され、在庫 ざいこ が増加 ぞうか する一 いち 方 ぽう である。ジメチルエーテルは石油 せきゆ 残 ざん 渣や製鉄 せいてつ 所 しょ の副 ふく 生 なま ガスからも製造 せいぞう 可能 かのう であり、日本 にっぽん 国内 こくない のコンビナート にジメチルエーテル製造 せいぞう プラントが建設 けんせつ されることに期待 きたい が寄 よ せられている。国内 こくない でジメチルエーテルのプラントを建設 けんせつ すれば、LPGの価格 かかく 抑止 よくし ができ、エネルギーの安全 あんぜん 保障 ほしょう にもつながる。
水素 すいそ と一酸化 いっさんか 炭素 たんそ を原料 げんりょう に、エタノールを経 へ ず、直接 ちょくせつ ジメチルエーテルを合成 ごうせい する方法 ほうほう 。
日本 にっぽん ではJFEホールディングス が試験 しけん プラントを建設 けんせつ し、アメリカ 、デンマーク 、中国 ちゅうごく などの企業 きぎょう も産業 さんぎょう 化 か を目指 めざ している。
^ a b 藤元 ふじもと 薫 かおる 、大野 おおの 陽太郎 ようたろう 、「DMEエネルギーの開発 かいはつ と展望 てんぼう 」『化学 かがく 経済 けいざい 』2013年 ねん 1月 がつ 号 ごう p77、2013年 ねん 、東京 とうきょう 、化学 かがく 工業 こうぎょう 日報 にっぽう 社 しゃ 、ISSN 0453-0683
^ 藤元 ふじもと 薫 かおる 、大野 おおの 陽太郎 ようたろう 、「DMEエネルギーの開発 かいはつ と展望 てんぼう 」『化学 かがく 経済 けいざい 』2013年 ねん 1月 がつ 号 ごう p80、2013年 ねん 、東京 とうきょう 、化学 かがく 工業 こうぎょう 日報 にっぽう 社 しゃ 、ISSN 0453-0683
^ 藤元 ふじもと 薫 かおる 、大野 おおの 陽太郎 ようたろう 、「DMEエネルギーの開発 かいはつ と展望 てんぼう 」『化学 かがく 経済 けいざい 』2013年 ねん 1月 がつ 号 ごう p81、2013年 ねん 、東京 とうきょう 、化学 かがく 工業 こうぎょう 日報 にっぽう 社 しゃ 、ISSN 0453-0683
^ a b 藤元 ふじもと 薫 かおる 、大野 おおの 陽太郎 ようたろう 、「DMEエネルギーの開発 かいはつ と展望 てんぼう 」『化学 かがく 経済 けいざい 』2013年 ねん 1月 がつ 号 ごう p78、2013年 ねん 、東京 とうきょう 、化学 かがく 工業 こうぎょう 日報 にっぽう 社 しゃ 、ISSN 0453-0683
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