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835年の実験室から今日まで：ジメチルエーテルがエネルギーの未来をどう変える
ジメチルエーテルは、化学式CH3OCH3で、有用な有機化合物の原料であるだけでなく、エアロゾルとしても使用される無色のガスです。さまざまな燃料用途に使用できます。ジメチルエーテルは、1835 年にフランスの化学者ジャン＝バティスト・デュマとウジェーヌ・ペリゴによって初めて合成され、化学研究における大きな節目となりました。
ジメチルエーテルは最も単純なエーテルであり、従来の燃料に代わる大きな可能性を秘めています。
DME の製造方法は、時間の経過とともに進化してきました。 1985 年には、西ヨーロッパで約 50,000 トンの DME が生産されましたが、そのほとんどはメタノールの脱水によるものでした。このプロセスの反応式は次のとおりです。 2 CH3OH → (CH3)2O + H2O
エネルギー需要が増加し続ける中、ジメチルエーテルをより効率的に生産する方法が研究の焦点となっています。最近の研究では、メタノールの分離と精製を必要とせず、同じプロセスユニット内でメタノールの合成と脱水を同時に行うことができる二重触媒システムも提案されています。
バイオマスからの生産
第二世代の合成バイオ燃料であるジメチルエーテル（DME）は、リグノセルロース系バイオマスから生産できます。 EUは2030年に、BioDMEを潜在的なバイオ燃料ポートフォリオに含めることを検討しています。この技術は、動物、食品、農業廃棄物からのバイオガスやメタン生産にも応用できます。スウェーデンのChemrec社は、BioDMEパイロットプラントで黒液ガス化技術を使用してジメチルエーテルを生産し、将来のジメチルエーテルの多様な可能性を示しています。
バイオマスから生産されるジメチルエーテルは、将来の持続可能なエネルギーにとって重要な方向性を示しています。
複数のアプリケーション
ジメチルエーテルの最大の用途は、メチル化剤の製造原料としてです。ジメチル硫酸を製造する過程では、ジメチルエーテルを三酸化硫黄と反応させる必要があります。技術の進歩により、ジメチルエーテルは酢酸にも変換できるようになり、化学合成の選択肢が広がりました。
実験室では、ジメチルエーテルは低温溶媒および抽出剤として使用されますが、沸点が低い（-23 °C）ため用途が制限されますが、反応混合物から簡単に除去できます。これは、従来のメチルアセチレンとプロピンの混合物に代わる、特定の高温「Map-Pro」フレーム スプレー ガンのガス混合物の成分でもあります。
ジメチルエーテルは、エアゾール製品の噴射剤として、ヘアスプレー、殺虫剤、特定のスプレー接着剤製品に広く使用されています。
燃料と冷却剤
よりクリーンな燃料の需要が高まるにつれ、ジメチルエーテルは家庭用および工業用のプロパンの代替品として検討されています。ディーゼルエンジンやガスタービンの燃料として適しており、セタン価が 55 であるため、現代のエンジンでの使用に最適です。ジメチルエーテルは炭素鎖構造が単純なため、燃焼時に発生する粒子状物質の排出量は極めて少なくなります。
ヨーロッパのシェルエコマラソンでは、100%DMEを使用した車両が589km/lという優れた性能で新記録を樹立しました。
ジメチルエーテルは冷却剤としても認識されており、それが最初の冷却剤であることは重要であり、その応用の歴史はフランスのエンジニアであるシャルル・テリエが設計した冷凍装置が成功した1876年にまで遡ることができます。極低温を提供します商船の保存能力。
セキュリティと将来の展望
ジメチルエーテルは比較的毒性は低いですが、可燃性が高いため、使用時には特別な注意が必要です。 1948年、ドイツの化学工場でジメチルエーテルの漏れによる大爆発が発生し、200人が死亡し、この化学物質の取り扱いの潜在的な危険性が浮き彫りになった。
将来の代替エネルギー源としてのDMEの開発は、環境の持続可能性に密接に関係しているだけでなく、私たちのエネルギー戦略にも影響を与えます。
再生可能エネルギーに対する世界的な需要が高まり続ける中、ジメチルエーテルはエネルギーの将来において重要な要素となる可能性があるでしょうか?
