Methaanpyrolyse: waterstof maken zonder CO2-uitstoot
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
Neem contact met ons op
Laat je verder inspireren
Tijdmakers: 200 keer minder iridium nodig voor groene waterstof productie
In deze aflevering van Tijdmakers, spreken we tijdmaker Lennart van der Burg, Cluster manager Green Hydrogen over de doorbraak ontwikkeling in elektrolysers, en over hoe we op grotere schaal groene waterstof kunnen produceren.


Nederland neemt voortouw in ontwikkeling derde generatie electrolyser
In het project 'Derde-generatie electrolyzers' werkt een consortium onder leiding van TNO aan de ontwikkeling van een compleet nieuw type electrolyser. Dit nieuwe ontwerp zal hogere efficiency, lagere kosten en een circulair ontwerp bieden, met als doel het faciliteren van grootschalige productie van groene waterstof.


Combinatie offshore wind en drijvende zonnepanelen om kosten groene waterstof te verlagen
Nieuw onderzoeksproject SENSE-HUB, onder leiding van TNO, onderzoekt hoe de integratie van verschillende energiesysteemmodules op de Noordzee tot een toekomstig stabiel en betrouwbaar energiesysteem kan leiden. Er wordt gekeken naar de synergie tussen offshore wind, zonnepanelen en waterstofproductie op zee.


Kennisdeling Noordzeelanden nodig om offshore waterstofproductie te versnellen
In opdracht van het ministerie van EZK onderzocht TNO de voordelen van een gezamenlijke aanpak door de Noordzeelanden en hoe conversie naar waterstof op zee het potentieel aan energie uit de Noordzee beter kan benutten.


Doorbraak ontwikkeling elektrolysers: 200 keer minder iridium gebruikt
Groene waterstof, geproduceerd via elektrolyse met elektriciteit uit zon en wind, speelt een cruciale rol in de transitie van fossiele naar hernieuwbare energie. Iridium is een schaars materiaal dat op dit moment nog onmisbaar is in elektrolysers die werken met de veel gebruikte PEM (Proton Exchange Membrane)-technologie.

