Krakování metanu aneb jak vyrábět vodík bez emisí CO2

Nově vyvinutá technologie umožňuje produkci vodíku z metanu bez toho, aniž by se při tomto ději tvořil CO2. Uhlík v tomto případě přechází na tzv. černý uhlík, který je využitelný jako vedlejší produkt.

Výzkumníci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) spolu s kolegy z Institute of Advanced Sustainability Studies (IASS) v Něměcku vyvinuli proces, kterým lze extrahovat energetický obsah z metanu ve formě vodíku, aniž by při tom vznikal oxid uhličitý.

V procesu zvaném „krakování metanu“ se od sebe při teplotě přes 750 °C oddělí dvě hlavní složky metanu, uhlík a vodík, bez emisí skleníkových plynů. Nejedná se o nový koncept, myšlenka krakování metanu je stará několik desetiletí, ovšem až nyní se dosáhlo dostatečně účinné konverze a odstranily se problémy se zanášením aparatury uhlíkem.

Výzkumníci z KIT a IASS tentokrát použili 1,2 metru vysoký reaktor z nerezové oceli a křemene, který navrhl Carlo Rubbia. Pro samotné krakování vědci využili technologii tekutých kovů – konkrétně cínu. Do spodní části reaktoru vyplněného roztaveným cínem se vstřikuje metan, zde dochází k separaci uhlíku, který se ukládá ve formě jemného prášku v horní části reaktoru, a díky jeho mikrogranulární konzistenci nedochází k ucpávání žádných částí reaktoru.

Zkušební provoz reaktoru byl zahájen na konci roku 2012 a trval až do letošního jara. Očekává se, že další tři roky potrvá výzkum a vývoj krakovacího reaktoru, který by měl vyústit v průmyslový modulární snadno škálovatelný prototyp.

Energetická účinnost celého procesu je lehce vyšší než u parního reformování a o 20 % vyšší než u zplyňování uhlí. Pokud jde o emise CO2, tak jejich celková produkce z tohoto procesu je srovnatelná s elektrolytickým způsobem výroby vodíku a o více než 50 % úspornější oproti výrobě H2 parním reformováním. Předběžné kalkulace ukazují, že náklady na výrobu 1 kg vodíku krakováním se mohou pohybovat od 1,9 € až po 3,3 €.