Methaanpyrolyse: waterstof maken zonder CO2-uitstoot

Thema:
Schone waterstofproductie

Waterstof zonder CO2-uitstoot is belangrijk voor de ontwikkeling van een CO2-emissievrije samenleving. Deze waterstof is nodig om wereldwijd de klimaat- en energiedoelstellingen te kunnen realiseren. Wij ontwikkelden methaanpyrolyse. Dit is een technologie om waterstof schoon te produceren waarbij bovendien een tweede waardevol product ontstaat: vaste koolstof.

Methaanpyrolyse in het kort

Met methaanpyrolyse maken we waterstof uit aardgas met koolstof – en niet CO2 – als waardevol bijproduct. Het is betaalbaar en binnen enkele jaren commercieel toepasbaar. De toepassingen zijn divers. Denk aan additief voor staal, vulmiddel in autobanden, grafiet, kleurstof en bodemveredelaar. Gebruikelijke technieken voor het produceren van waterstof kosten veel energie, en zijn dus alsnog niet duurzaam. Met methaanpyrolyse, een relatief nieuwe techniek, maken we straks op grote schaal groene waterstof.

Geen CO2 tijdens productie

Tot nu toe maken we waterstof via conventionele ‘steam methane reforming/water shift reaction’-processen dan wel partiële oxidatieprocessen. Om waterstof op deze manier te produceren, zijn veel koolwaterstoffen zoals aardgas nodig. Tijdens deze productieprocessen komt veel CO2 vrij. Ook in het proces om vaste koolstof te maken wordt veel CO2 uitgestoten.

Afvang en opslag, zoals in het project H-vision, ondervangt het probleem van CO2-emissie grotendeels. Maar door gebruik te maken van bijvoorbeeld methaanpyrolyse-processen is het niet langer nodig de CO2 af te vangen en op te slaan. In dit proces zetten we het C-atoom uit de koolwaterstof namelijk om in waardevol vaste koolstof waardoor er helemaal geen CO2 meer vrijkomt.

Unieke technologie

De technologie 'molten metal methaanpyrolyse' bestaat in de basis al decennia. Wel zijn er recent door bedrijven als BASF, thyssenkrupp, Linde en Gazprom verschillende methaanpyrolyse-concepten ontwikkeld. In een samenwerking hebben we een unieke techniek ontwikkeld (waarvoor patent is aangevraagd) om het koolstof makkelijker en beter van het gesmolten metaal te scheiden. We hebben contact met deze bedrijven om van elkaar te leren en te zien hoe de unieke TNO-technologie samen verder is te ontwikkelen. Ook is er nog een aantal technologische gebieden waar nog meer onderzoek nodig is. Denk aan onderwerpen als hoe temperatuur en verblijftijd in de reactor de kwaliteit van de geproduceerde koolstof manipuleren, dan wel wat de beste manier is om het proces op industriële schaal te brengen.

De voordelen vaan methaanpyrolyse

Molten metal methaanpyrolyse biedt verschillende voordelen vergeleken met de conventionele manieren om waterstof te produceren.

  • De kosten om waterstof te maken zijn vergelijkbaar met de conventionele steam methane reforming/water-shift-reaction-processen.
  • Door methaan te gebruiken, gebruiken we de energiewaarde van het methaan bij de waterstofproductie. Voordelen hiervan zijn:
    • We kunnen waterstof in grote hoeveelheden produceren. Dit is een vereiste voor industrieën als ammoniakfabrieken en raffinaderijen.
    • Methaan blijft haar waarde houden omdat het een schone grondstof voor industriële productieprocessen wordt. Op deze manier kunnen landen met veel olie en gas hun reserves omzetten in waardevolle CO2-emissievrije waterstof.
  • Er wordt waardevolle vaste koolstof geproduceerd zonder dat voor dit proces CO2 vrijkomt.
  • In molten metal methaanpyrolyse-processen komt geen CO2 vrij.
  • De technologie kan rond 2030 voor de industrie beschikbaar zijn.

Samenwerkingspartners gezocht

In samenwerking met Voltachem maakten we een plan van aanpak dat we met stakeholders in de waterstof- en koolstofindustrie uit het nationale en internationale bedrijfsleven bespreken. We willen deze technologie samen met partners verder ontwikkelen en onderzoeken. Partners die we zoeken, behoren tot:

  • gasleveranciers en -producenten
  • technologie-ontwikkelaars en licensors
  • industriële gasproducenten
  • bedrijven uit de sectoren energie, petrochemie, koolstof en staal

Wil je met ons samenwerken? Neem contact op met Willem Frens

Laat je verder inspireren

8 resultaten, getoond 1 t/m 5

Met blauwe waterstof naar groene waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof speelt een sleutelrol in de energietransitie omdat bij het gebruik ervan geen broeikasgassen in de lucht komen. Lees meer over blauwe waterstof.

Grootschalige opslag en transport van waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof opslag is essentieel om CO2-uitstoot te verminderen. We ontwikkelen technologieën en doen proeven naar opslag en transport van waterstof.

15 dingen die je moet weten over waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof kan een belangrijke bijdrage leveren aan de energietransitie. Maar wat is waterstof? En hoe gebruiken we het?

Groene waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof produceren zonder CO2-uitstoot noemen we groene waterstof. Het is gemaakt uit water via elektrolyse met elektriciteit van zon en wind.

TNO en partners werken aan nieuwe generatie elektrolysers

Informatietype:
Nieuws
26 april 2022
TNO, Bekaert, Johnson Matthey en Schaeffler werken aan een nieuwe generatie elektrolysers. Met als doel energie-efficiëntie en kostenreductie.