(57)【要約】【課題】常温常圧の条件でも、炭化水素の収量が大きい炭化水素の製造方法を提供する。【解決手段】金属マグネシウムと水と二酸化炭素とを接触させ、該二酸化炭素を還元して炭化水素を製造する方法であって、前記金属マグネシウムとして、鉄、リチウム、銅、ニッケル、マンガン、カルシウム、ジルコニウム及びアルミニウムから選ばれた１種又は２種以上を合金元素として含有するマグネシウム合金を用いる。アルミニウムを合金成分とするとき、マグネシウム合金における亜鉛の含有量をアルミニウムの含有量未満且つ０．７質量％未満とする。前記合金元素は、意図的に添加されたものである。【選択図】図１
2015038056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属マグネシウムと水と二酸化炭素とを接触させ、該二酸化炭素を還元して炭化水素を製造する方法であって、
前記金属マグネシウムとして、鉄、リチウム、銅、ニッケル、マンガン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれた１種又は２種以上を合金元素として含有するマグネシウム合金を用いる炭化水素の製造方法。
【請求項２】
金属マグネシウムと水と二酸化炭素とを接触させ、該二酸化炭素を還元して炭化水素を製造する方法であって、
前記金属マグネシウムとして、アルミニウムを合金元素として含有するマグネシウム合金であって、マグネシウム合金における亜鉛の含有量が前記アルミニウムの含有量未満であり且つ０．７質量％未満であるマグネシウム合金を用いる炭化水素の製造方法。
【請求項３】
前記合金元素は、意図的に添加されたものである請求項１又は２記載の炭化水素の製造方法。
【請求項４】
前記マグネシウム合金における鉄の含有量は、０．０１０質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項５】
前記マグネシウム合金におけるリチウムの含有量は、０．１質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項６】
前記マグネシウム合金における銅の含有量は、０．１質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項７】
前記マグネシウム合金におけるニッケルの含有量は、０．１質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項８】
前記マグネシウム合金におけるマンガンの含有量は、０．１質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項９】
前記マグネシウム合金におけるカルシウムの含有量は、０．１質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項１０】
前記マグネシウム合金におけるジルコニウムの含有量は、０．１質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項１１】
前記マグネシウム合金におけるアルミニウムの含有量は、０．１質量％以上である請求項３記載の炭化水素の製造方法。
【請求項１２】
前記接触させたものを、セラミックビーズと共に攪拌する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の炭化水素の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を還元して炭化水素を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、二酸化炭素を還元してメタン等の炭化水素を得る方法として、例えば、特許文献１に記載のように、高温（１５０〜４００℃）高圧（１〜６ＭＰａ）の反応条件で、且つ水素源として水素ガスを用いる方法がある。しかし、この方法では、高温高圧の反応条件が必要になることから、反応設備が複雑になり高コストになる等の問題がある。
【０００３】
一方、常温常圧の条件で且つ水素源としての水素ガスを必要としない方法として、特許文献２に、鉄粉を触媒とし、二酸化炭素と水とからメタン等の炭化水素を得る方法が提案されている。
【０００４】
なお、特許文献３、４には、粒子状のマグネシウムと水とから水素を生成する方法が記載されているが、この方法は、二酸化炭素を還元してメタン等の炭化水素を得るものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２７５４４号公報
【特許文献２】特開２０００−３４４６８９号公報
【特許文献３】特開２００８−１５０２８９号公報
【特許文献４】特表２００４−５０５８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の方法では、特許文献２に記載されている程のメタン等を得ることができず、炭化水素の収量が小さいものとなっていた。
【０００７】
そこで、本出願人の一人は、先に、マグネシウム又はマグネシウム化合物と水と二酸化炭素とを接触させて、二酸化炭素を還元して炭化水素を生成する方法を提案した（ＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０５０７８９、本願出願時において未公開）。同発明によれば、常温常圧の条件でも、炭化水素の収量は大きくなった。
【０００８】
本発明の課題は、この先の発明を改良し、さらに炭化水素の収量を大きくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、金属マグネシウムと水と二酸化炭素とを接触させ、該二酸化炭素を還元して炭化水素を製造する方法であって、前記金属マグネシウムとして、鉄、リチウム、銅、ニッケル、マンガン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれた１種又は２種以上を合金元素として含有するマグネシウム合金を用いることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、金属マグネシウムと水と二酸化炭素とを接触させ、該二酸化炭素を還元して炭化水素を製造する方法であって、前記金属マグネシウムとして、アルミニウムを合金元素として含有するマグネシウム合金であって、マグネシウム合金における亜鉛の含有量が前記アルミニウムの含有量未満であり且つ０．７質量％未満であるマグネシウム合金を用いることを特徴とする。
【００１１】
炭化水素の生成反応についての詳細までは判明していないが、例えば、メタンについては、図１に示すようにして反応が行われていると推測される。すなわち、水に接触した二酸化炭素（ＣＯ２）は拡散し、一部が水（Ｈ２Ｏ）に溶解している。一方、水に接触したマグネシウム（Ｍｇ）は、表面に吸着した水と反応して酸化される途中で、酸化マグネシウムに水素が付いた遷移状態になっている。また、水に接触したマグネシウム化合物も、表面に吸着した水と反応して水素を生じさせ、マグネシウム化合物に水素が付いた遷移状態になっている。そして、水中の二酸化炭素をこの遷移状態のマグネシウムが吸着することで、二酸化炭素が水素と反応して還元され、メタンが生成される。そして、生成されたメタン（ＣＨ４）がマグネシウムから脱離すると考えられる。
【００１２】
さらに、鉄、リチウム、銅、ニッケル、マンガン、ジルコニウム、アルミニウムは、少なくとも炭酸水中においてマグネシウムの腐食を促進させる成分であるため、これとの合金化によりマグネシウム合金内で局部電池が形成され、腐食（マグネシウムの酸化による水素発生）を促進する。
また、カルシウムは、マグネシウムよりイオン化傾向が大きいが、マグネシウムと金属間化合物を生成し、その金属間化合物がマグネシウムを腐食しやすくし、もってマグネシウム−カルシウム合金は純マグネシウムよりも腐食速度（水素発生）が増大すると推測される。
そして、これらの水素が、二酸化炭素のメタン化を促進すると考えられる。
但し、アルミニウムを合金成分とするとき、亜鉛はメタン生成量を低下させるため、マグネシウム合金における亜鉛の含有量をアルミニウムの含有量未満且つ０．７質量％未満とする。亜鉛によるこの作用の詳細は不明だが、Ｚｎの腐食性以外の特性によるものと推測される。
また、ニッケルについては、マグネシウム−ニッケル合金が、低温での水素貯蔵・放出特性に優れるため、マグネシウム−ニッケル合金上での水素と二酸化炭素との反応場として機能して、炭化水素の生成を促進することも考えられる。
【００１３】
前記合金元素は、意図的に添加されたもの（不可避不純物として含有するものは除く趣旨）であることが好ましい。
【００１４】
前記マグネシウム合金における鉄の含有量は、０．０１０質量％以上であることが好ましい。
前記マグネシウム合金におけるリチウム、銅、ニッケル、アルミニウム、マンガン、カルシウム又はジルコニウムの含有量は、それぞれ０．１質量％以上であることが好ましい。
【００１５】
前記接触させたもの（金属マグネシウムと水と二酸化炭素）を、セラミックビーズと共に攪拌することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、常温常圧の条件でも、炭化水素の収量が大きい炭化水素の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明におけるメタンの生成反応の模式図である。
【図２】本発明の実施例の炭化水素の生成方法を示し、（ａ）はガラス容器内の水に二酸化炭素ガスを吹き込むときの説明図、（ｂ）はガラス容器に蓋をしたときの説明図、（ｃ）は撹拌装置のセット用治具にガラス容器を固定したときの説明図、（ｄ）は（ｃ）のＩＩｃ−ＩＩｃ断面図である。
【図３】撹拌後のガラス容器のヘッドスペースのガスを分析するときの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
金属マグネシウムと水と二酸化炭素とを接触させ、該二酸化炭素を還元して炭化水素を製造する方法であって、前記金属マグネシウムとして、鉄、リチウム、銅、ニッケル、マンガン、カルシウム、ジルコニウム及びアルミニウムから選ばれた１種又は２種以上を合金元素として含有するマグネシウム合金を用いる。アルミニウムを合金成分とするとき、マグネシウム合金における亜鉛の含有量をアルミニウムの含有量未満且つ０．７質量％未満とする。同方法における各要素の態様を、以下に例示する。
【００１９】
１．マグネシウム合金
前記合金元素は、意図的に添加されたもの（不可避不純物として含有するものは除く趣旨）であることが好ましい。合金元素の含有量を意図的に制御でき、上記マグネシウムの腐食を促進させる作用を制御できるからである。
【００２０】
マグネシウム合金における鉄の含有量は、０．０１０質量％以上であることが好ましい。鉄の含有量が０．０１０質量％未満では、上記マグネシウムの腐食を促進させる作用が弱いからである。鉄の含有量の上限は、特に限定されないが、３０質量％以下が好ましい。これが過剰になると、マグネシウム量が減るからである。
【００２１】
マグネシウム合金におけるリチウム、銅、ニッケル、マンガン、カルシウム、ジルコニウム又はアルミニウムの含有量は、それぞれ０．１質量％以上であることが好ましい。それぞれの含有量が０．１質量％未満では、上記マグネシウムの腐食を促進させる作用が弱いからである。それぞれの含有量の上限は、特に限定されないが、３０質量％以下が好ましい。これが過剰になると、マグネシウム量が減るからである。
【００２２】
マグネシウム合金の形態は、特に限定されないが、板片状、粒子状、線状等を例示できる。比表面積が大きくなり炭化水素の収量が大きくなることから、板片状、粒子状等であることが好ましい。板片状のマグネシウム合金の厚さは、特に限定されないが、０．０２〜１ｍｍを例示できる。粒子状のマグネシウム合金の大きさは、特に限定されないが、１〜１０００μｍを例示できる。線状のマグネシウム合金の太さは、特に限定されないが、０．１〜１ｍｍを例示できる。
【００２３】
２．マグネシウム合金と水と二酸化炭素とを接触させる態様
マグネシウム合金と水と二酸化炭素とを接触させる方法としては、特に限定されないが、次の態様を例示できる。
（１）水中に、マグネシウム合金を投入し、二酸化炭素をバブリングする。
（２）すでに二酸化炭素を含む水中に、マグネシウム合金を投入する。
（３）水中で接触させるのではなく、水蒸気や噴霧した水等を用いる。例えば、二酸化炭素が存在する気中にマグネシウム合金を入れ、そのマグネシウム合金に水蒸気や噴霧した水を接触させる。
【００２４】
３．撹拌とセラミックビーズ
前記接触させたもの（マグネシウム合金と水と二酸化炭素）を、セラミックビーズと共に攪拌することが好ましい。セラミックビーズと共に攪拌することにより、マグネシウム合金が粉砕・研磨され、これによって、新たなマグネシウム表面と水との反応が生じるからである。また、生成工程が水中で行われている場合には、攪拌することにより、水中での二酸化炭素の濃度の偏りを少なくすることができる。
【００２５】
セラミックビーズとしては、特に限定されないが、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ等を例示できる。セラミックビーズの粒径は、特に限定されないが、０．１〜１０．０ｍｍを例示できる。
【００２６】
４．炭化水素
生成工程で得られる炭化水素としては、特に限定されないが、メタン、エタン、プロパン等のアルカンや、エチレン、プロピレン等のアルケン等を例示できる。
【００２７】
５．温度及び圧力について
本発明の炭化水素の製造方法は、常温常圧の雰囲気で反応を行わせることができるが、常温常圧以外の雰囲気で反応を行わせてもよい。常温常圧以外となる二例を下に挙げる。これらの例でも、炭化水素の収量が大きい。
（１）反応に伴う発熱又は吸熱等による温度変化や、反応容器内のガス量の変化（ガスの生成又は分解）等による圧力変化によって、常温常圧以外となる例。
（２）外部から加熱や冷却又は加圧や減圧の操作を行って、常温常圧以外とする例。
【００２８】
６．水素ガスについて
本発明によれば、上記のとおり、鉄やリチウム、銅、ニッケルがマグネシウムの酸化による水素発生を促進するので、外部から水素ガスを供給する必要はないが、外部から水素ガスを供給することを排除するものではない。
【実施例】
【００２９】
（以下、元素は元素記号で表示する。）本発明の実施例として、次の表１に組成を示すＭｇ−Ｆｅ合金、Ｍｇ−Ｌｉ合金、Ｍｇ−Ｃｕ合金、Ｍｇ−Ｎｉ合金、Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｃａ合金又はＭｇ−Ｚｒ合金を用い、また、比較例として純Ｍｇ、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金又はＭｇ−Ｚｎ合金を用い、それぞれ炭化水素の生成反応を行い、反応後のメタンガスについて分析を行った。
【００３０】
【表１】
2015038056.tif 000003
【００３１】
［試験片の作製方法］
実施例１のＭｇ−Ｆｅ合金は、市販の純Ｍｇを純鉄製るつぼに入れて溶融させ、７４０℃で２０分保持することによりるつぼを構成する純鉄をＭｇ中に微量移行させて合金化したものである。こうして得た合金により厚さ３０ｍｍの鋳物を形成した後、その鋳物を押出温度４００℃、押出し速度５ｍｍ／分、押出し比６（３０ｍｍ→５ｍｍ）の条件で、厚さ５ｍｍの押出品に押出加工した。その押出品を、圧延温度４８０℃、厚さ１ｍｍまでは圧下率２０％、厚さ１ｍｍを切ったら圧下率１６％の条件で、厚さ０．５ｍｍの板に圧延した。その板を、圧延温度室温、厚さ０．２５ｍｍまでは圧下率７％、厚さ０．２５ｍｍを切ったら０．１ｍｍ／パスの条件で、厚さ０．１ｍｍの薄板に圧延した。その薄板から、鋏で０．２ｇ（約２５ｍｍ×約１０ｍｍ）を切り出し、これをさらに鋏で小片状（約５ｍｍ×約１０ｍｍ）に切断して、実施例１に用いた。表１の組成は、出来上がった合金の測定値であり、「−」は測定していないことを表す（以下同じ）。
【００３２】
実施例２のＭｇ−Ｆｅ合金は、市販の純Ｍｇを純鉄製るつぼに入れて溶融させ、８２０℃で２０分保持することによりるつぼを構成する純鉄をＭｇ中に微量移行させて合金化したものである。こうして得た合金から、実施例１と同一の方法及び同一の条件により鋳物、押出品、板、薄板を経て薄板小片状として、実施例２に用いた。
【００３３】
実施例３のＭｇ−Ｌｉ合金は、市販の純Ｍｇ（同上）と純Ｌｉ４質量％とを純鉄製るつぼに入れて溶融させ、７４０℃で７分保持することにより合金化したものであり、実施例１，２と同じくるつぼを構成する純鉄もＭｇ中に微量移行している。こうして得た合金から、実施例１と同一の方法及び類似の条件（押出温度を３００℃とし、厚さ０．５ｍｍまでの圧延温度を２００℃とした点のみ相違し、その他の条件は同一）により鋳物、押出品、板、薄板を経て薄板小片状として、実施例３に用いた。
【００３４】
実施例４，５，６，７のＭｇ−Ｃｕ合金は、市販の純Ｍｇと、それぞれ純Ｃｕ１質量％、３質量％、６質量％又は９質量％とを、カーボン製るつぼに入れて溶融させ、７４０℃で７分保持することにより合金化したものである。こうして得た合金から、実施例１と同一の方法及び同一の条件により鋳物、押出品、板、薄板を経て薄板小片状として、実施例４，５，６，７に用いた。
【００３５】
実施例８のＭｇ−Ｎｉ合金は、市販の純Ｍｇと純Ｎｉ３質量％とをカーボン製るつぼに入れて溶融させ、７４０℃で７分保持することにより合金化したものである。こうして得た合金から、実施例１と同一の方法及び同一の条件により鋳物、押出品、板、薄板を経て薄板小片状として、実施例８に用いた。
【００３６】
実施例９のＭｇ−Ａｌ合金は、市販の純Ｍｇと純Ａｌ１質量％とをカーボン製るつぼに入れて溶融させ、７４０℃で７分保持することにより合金化したものである。こうして得た合金から、実施例１と同一の方法及び類似の条件（圧延温度を４５０℃とした点のみ相違し、その他の条件は同一）により鋳物、押出品、板、薄板を経て薄板小片状として、実施例９に用いた。
【００３７】
実施例１０のＭｇ−Ｍｎ合金は、市販のＭｇ−Ｍｎ合金の押出しプレート（厚さ４ｍｍ）を、圧延温度５００℃、圧下率１４％の条件で、厚さ３ｍｍまで圧延した後、圧延温度１５０℃、圧下率２５％の条件で、厚さ０．５ｍｍの板に圧延した。その板を、圧延温度室温、圧下率１２％／パスの条件で、厚さ０．１９ｍｍまで圧延した。その薄板から、鋏で０．２ｇ（約２５ｍｍ×約１０ｍｍ）を切り出し、これをさらに鋏で小片状（約５ｍｍ×約１０ｍｍ）に切断して、実施例１０に用いた。
【００３８】
実施例１１のＭｇ−Ｃａ合金は、市販の純Ｍｇと純Ｃａ０．５質量％とをカーボン製るつぼに入れて溶融させ、７４０℃で７分保持することにより合金化したものである。こうして得た合金から、実施例１と同一の方法及び類似の条件（圧延温度を４５０℃とした点のみ相違し、その他の条件は同一）により鋳物、押出品、板、薄板を経て薄板小片状として、実施例９に用いた。
【００３９】
実施例１２のＭｇ−Ｚｒ合金は、市販の純Ｍｇと市販のＭｇ−２５％Ｚｒ合金とをＺｒが０．７質量％となるように混ぜ合わせ、カーボン製るつぼに入れて溶融させ、７４０℃で５分保持した後、７００℃で２分保持することにより合金化したものである。こうして得た合金から、実施例１と同一の方法及び類似の条件（押出品を、圧延温度５００℃、厚さ３ｍｍまでは圧下率２２％、厚さ３ｍｍから１ｍｍまでは圧下率２０％、厚さ１ｍｍを切ったら圧下率１６％の条件で、厚さ０．５ｍｍの板に圧延した点のみ相違し、その他の条件は同一）により鋳物、押出品、板、薄板を経て薄板小片状として、実施例１２に用いた。
【００４０】
比較例１は、市販の純Ｍｇである。購入した厚さ１ｍｍの板材から実施例１と同一の圧延条件を用いて厚さ０．１ｍｍの薄板を作製、同一の方法及び同一の条件により薄板小片状として、比較例１に用いた。
【００４１】
比較例２のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金は、市販のＡＺ３１合金（Ａｌ３質量％、Ｚｎ１質量％が添加されたＭｇ合金）である。購入した厚さ０．５ｍｍの板材から実施例１と同一の圧延条件を用いて厚さ０．１ｍｍの薄板を作製、同一の方法及び同一の条件により薄板小片状として、比較例２に用いた。
【００４２】
［反応試験方法］
実施例１〜１２及び比較例１，２は、次のようにして反応を行った。なお、いずれの例でも、全てのステップは、外部から加熱又は冷却及び加圧又は減圧の操作を行わず、常温常圧の雰囲気で行った。常温とは例えば２０±１５℃（５〜３５℃）である。常圧とは例えば０．１±０．０５ＭＰａ（０．０５〜０．１５ＭＰａ）である。また、実施例及び比較例のＭｇ合金及び純Ｍｇを、まとめて「Ｍｇ合金等」ということがある。
【００４３】
図２（ａ）に示すように、各実施例及び各比較例のそれぞれについて、無色透明なガラス容器１（アズワン社製ＵＭ瓶、内容積１５０ｍＬ）に、３０ｇのジルコニアビーズ２（サンゴバン社製、粒径０．５ｍｍ）と、９０ｍＬの水４（純水）と、上記薄板小片状の０．２ｇのＭｇ合金等３とを、この順番で投入した。次に、二酸化炭素ボンベ（名古屋酸素社製、図示略）から延ばした樹脂チューブ５（直径１／４インチ（６．３５ｍｍ）をガラス容器１の口から水４中に挿入し、ガラス容器１の内底面付近に配置した樹脂チューブ５の開口端から水４中に二酸化炭素ガス６（純ガス、流量０．８Ｌ／分）を３分間注入して（吹き込んで）、バブリングを行った。
【００４４】
その後、樹脂チューブ５をガラス容器１から抜出し、図２（ｂ）に示すように、樹脂製の蓋１ａをしてガラス容器１を密封した。
【００４５】
次に、図２（ｃ）（ｄ）に示すように、ガラス容器１を、まとめて撹拌装置へセットするためのセット用治具１０に固定した。このセット用治具１０は、ガラス容器１を載せる下板１１と、ガラス容器１の中間高さ部位を挿入して支持する支持孔１４を有する中間板１２と、ガラス容器１の蓋１ａを押さえる上板１３とが、これらの板１１，１２，１３を上下に連結するボルト１５及びナット１６とから構成されるものである。下板１１と中間板１２とは常に連結されており、上板１３を外した状態でガラス容器１を支持孔１４に挿入した後、上板１３をはめてナット１６で締め付けることにより、ガラス容器１を固定した。
【００４６】
ガラス容器１を固定したセット用治具１０を、撹拌装置（ＬａｕＧｍｂＨ（ラウ・ゲーエムベーハー）社製ＰＡＳ２００、図示略）にセットして、常温にて２４時間撹拌した。この撹拌中、水４はジルコニアビーズ２とＭｇ合金等３により懸濁した状態であった。撹拌終了後、撹拌装置からセット用治具１０を取り外し、セット用治具１０から各ガラス容器１を取り出した。
【００４７】
続いて、図３に示すように、３方管２０に針２１とシリンジ２２と圧力計２３とを取り付け、まず、３方管２０の針２１と圧力計２３の２方向のみ開き、各実施例及び各比較例のそれぞれについて、針２１をガラス容器１の蓋１ａに刺して、ガラス容器１の内圧を測定した（０．２７ＭＰａ）。次に、３方管２０の圧力計２３側を閉じ、３方管２０の針２１とシリンジ２２側を開き、ガラス容器１内のヘッドスペースからガスを２ｍＬ、シリンジ２２内に採取した。
【００４８】
採取したガス２ｍＬを、ガスクロマトグラフィー（新コスモス電機社製ＸＧ−１００Ｈ）に注入して、メタン量を定量した。上記の表１にメタン生成量を示す。メタン生成量＝［ガスクロマトグラフィーでのメタン検出量］×［撹拌後のガラス容器の内圧（０．２７ＭＰａ）］÷［撹拌前のガラス容器の内圧（０．１０ＭＰａ）］
【００４９】
［試験結果］
実施例１，２（Ｍｇ−Ｆｅ合金）でのメタン生成量は、比較例１（純Ｍｇ）と比較していずれも多く、Ｆｅ含有量と比例して増加した。
実施例３（Ｍｇ−Ｌｉ合金）でのメタン生成量も、比較例１（純Ｍｇ）と比較して多かった。
実施例４，５，６，７（Ｍｇ−Ｃｕ合金）でのメタン生成量は、Ｃｕ含有量約６％まではＣｕ含有量が増加するにつれ増大し、Ｃｕ含有量約６％の実施例６での生成量は比較例１（純Ｍｇ）での生成量の１．３５倍となった。さらにＣｕ含有量を９％まで増加させた実施例７では生成量がやや減少したが、いずれの実施例４，５，６，７での生成量も、比較例１（純Ｍｇ）と比較して多かった。
実施例８（Ｍｇ−Ｎｉ合金）、実施例９（Ｍｇ−Ａｌ合金）、実施例１０（Ｍｇ−Ｍｎ合金）、実施例１１（Ｍｇ−Ｃａ合金）及び実施例１２（Ｍｇ−Ｚｒ合金）でのメタン生成量も、比較例１（純Ｍｇ）と比較して多く、特に実施例１２（Ｍｇ−Ｚｒ合金）でのメタン生成量が最大となった。
【００５０】
この結果は、Ｍｇを腐食させやすい成分であるＦｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｎ又はＺｒを含むＭｇ合金でのメタン生成量が多いことを示すものである。よって腐食性とメタン生成量に関係があると考えられる。すなわち、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｎ又はＺｒとの合金化によりＭｇ合金が局部電池化して、腐食（Ｍｇの酸化による水素発生）を促進する。
また、Ｃａは、Ｍｇよりイオン化傾向が大きいが、Ｍｇと金属間化合物を生成し、その金属間化合物がＭｇを腐食しやすくし、もってＭｇ−Ｃａ合金は純Ｍｇよりも腐食速度（水素発生）が増大すると推測される。
そして、これらの水素が、二酸化炭素のメタン化を促進すると考えられる。
【００５１】
また、Ｎｉについては、Ｍｇ−Ｎｉ合金が、低温での水素貯蔵・放出特性に優れるため、Ｍｇ−Ｎｉ合金上での水素と二酸化炭素との反応場として機能して、炭化水素の生成を促進したことも考えられる。
【００５２】
しかし、比較例２（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金）でのメタン生成量は、比較例１（純Ｍｇ）と比較して少なくなった。実施例９、比較例２から、Ａｌを合金成分とするとき、Ｚｎはメタン生成量を低下させていることが判るから、Ｚｎの含有量をＡｌの含有量未満且つ０．７質量％未満とする必要がある。このＺｎの作用の詳細は不明だが、Ｚｎの腐食性以外の特性によるものと推測される。
【００５３】
以上のとおり、いずれの実施例１〜１２も、純Ｍｇと比べて、常温常圧の条件で炭化水素の収量が大きかったと評価できる。これにより、必ずしも外部から加熱又は冷却及び加圧又は減圧の操作を行わなくとも、所定量の炭化水素を得ることができるため、例えば実用時に反応設備を単純にでき低コストにできる等の利点が得られる。また、高価な水素ガスを使用しなくても、安価な水が水素源となるので、より低コストでのメタン合成が可能になる。
【００５４】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１    ガラス容器
２    ジルコニアビーズ
３    Ｍｇ合金等
４    水
５    樹脂チューブ
６    二酸化炭素ガス
１０    セット用治具
２０    ３方管
２１    針
２２    シリンジ
２３    圧力計
【図１】
2015038056.tif 000004
【図２】
2015038056.tif 000005
【図３】
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