合成燃料の製造プロセスは基本的に確立されている。すなわち、CO2をCOに変換（逆シフト反応）し、COとH2を①逆シフト＋FT合成する方法である。
一方で、低コスト化をめざした製造効率の向上が課題である。そのため、②CO2電解＋FT合成、③共電解＋FT合成、④直接合成（Direct-FT）などの研究が進められている。
合成燃料（e-fuel）の製造技術
開発が進められている製造プロセス
合成燃料の製造プロセスは、CO2をCOに変換（逆シフト反応）し、COとH2を①逆シフト＋FT合成する方法が最もよく知られている。しかし、低コスト化をめざした製造効率の向上が課題である。そのため、②CO2電解＋FT合成、③共電解＋FT合成、④直接合成（Direct-FT）などの研究が進められている。
①逆シフト＋FT合成：
逆シフト反応に平衡制約があるため、600℃以上で触媒を用いた還元反応（CO2+H2→CO＋H2O）にもH2を消費する。その後、触媒（Co、Fe）を用いFT合成反応（（2n+1）H２＋nCO→CｎH2n+2+nH２O）を行う。実用化されているが、目的の合成燃料の留分を高めるため、新たな触媒開発が必要。
②CO2電解＋FT合成：
CO2の電気分解（CO2→CO+1/2O2）に電力を直接用い、比較的低温で反応し製造コストが抑えられる。長時間安定的にCO生成できる電解装置の開発がポイント。その後、FT合成反応を行う。
③共電解＋FT合成反応：
共電解反応（H2O＋CO2→H2＋CO＋O2）により、CO2と水の電解分解を同時に行うため効率よく合成ガス（CO、H2）を製造できる。高温で長時間安定的にH2、COを生成できる電解装置の開発がポイント。その後、FT合成反応を行う。
④直接合成（Direct-FT）：
逆シフト反応とFT合成反応を同時に実現する反応（nCO2＋mH2→CnH2（ｍ-2n）+2nH2O）で、逆シフト＋FT合成に比べて効率よく製造できるが、新触媒を開発する必要があり基礎研究段階。
製造プロセスの関連技術
2023年7月、日揮ホールディングス（HD）は子会社の日揮触媒化成が、2030年までにCO2と水素からつくる合成燃料の製造に使う触媒を量産すると発表。北九州事業所と新潟事業所の2工場に建屋を増設する。
2023年11月、日本ガイシは「eｰメタノール」を高効率で製造する触媒を充填した反応器を開発する。メタノールは医薬品や衣料品のほか、ガソリン代替となる合成燃料の原料にもなる。2026年には化学メーカーやエネルギー企業と組みプラント設備に本格的に導入し、2029年の事業化をめざす。
再生可能エネルギー水素とCO2を反応させて合成するが、副生成物の水を分離できるセラミック製リアクターを開発し、反応効率を2〜3倍に高め、消費電力量も従来の1/3程度に抑えた。
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