Onderzoekers claimen een nieuwe methode te hebben om methaan om te vormen tot waterstof. Bij de nieuwe manier komt er geen CO2 vrij, waardoor het een duurzaam alternatief kan worden voor het verstoken van aardgas. 

Scheikundigen van de Amerikaanse UC Santa Barbara ontwierpen een reactor die vol zit met gesmolten metaal. Dat metaal katalyseert de splitsing van methaan in waterstof en koolstofdioxide, waarbij die laatste stof meteen stolt (in de vorm van koolstof) en dus niet als gas de atmosfeer in gaat.

Volgens de gebruikelijke methode wordt methaan omgezet in waterstof door het onder druk met hete stoom van 700 °C tot 1000 °C te laten reageren. De koolmonoxide die zo ontstaat oxideert vervolgens met de stoom tot waterstof en kooldioxide. Bij dit proces komt dus kooldioxide vrij. Met de gesmolten metaalkatalysator (de onderzoekers gebruikten een nikkel-bismutlegering) verandert het methaan direct in koolstof en waterstof, zonder de productie van kooldioxide.


Continu proces zonder CO2

De nieuwe methode heeft volgens de onderzoekers nogal wat voordelen. Het vaste koolstof drijft naar het oppervlak en vervuilt dus niet het metaal. Daardoor kan de reactor in principe continu opereren en is het niet nodig de hele tijd het metaal te vervangen. Het koolstof is simpel af te voeren en de waterstof, die als gas de reactor verlaat, gaat naar een opslagtank of brandstofmotor. Daarnaast denken de onderzoekers dat het ecosysteem voor de technologie er al is; je hoeft de reactor alleen maar ergens in de methaanketen te plaatsen. 
 

In de metaalreactor A gaat methaan, dat regaeert in de metaallegering (B), de vrijgekomen koolstof drijft bovenin (B).


Energiekosten

Toch zijn er ook nadelen. Er is nog veel onbekend over de technologie. Welke metaalkatalysator het beste werkt is bijvoorbeeld nog niet duidelijk. Ook is de methode duur, hoewel de onderzoekers zeker weten dat de prijs omlaag gaat bij schaalvergroting. De grootste vraag is hoeveel energie het smelten en gesmolten houden van het metaal gaat kosten. De methode heeft alleen zin als de energiebalans ervan gunstiger is dan bij traditioneel verbranden van of waterstof maken met aardgas, inclusief afvangen en opslag van het kooldioxide dat daarbij vrijkomt.

Vooralsnog is de metaalreactie een veelbelovende methode. Methaan zal de komende decennia een belangrijke rol spelen in onze energievoorziening. Als er een milieuvriendelijke manier is om het methaan te gebruiken, kan dat helpen om de uitstoot van CO2 sneller omlaag te brengen. In ieder geval heeft Shell, dat sterk op de aardgas inzet, interesse: het bedrijf financierde deels dit onderzoek, dat verscheen in tijdschrift Science. 
 

Beeld: Brian Long