通過在熔融金屬上裂化甲烷生成氫氣

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通過在熔融金屬上裂化甲烷生成氫氣

德國先進的可持續發展研究所（IASS）以及Karlsruhe理工學院（KIT）的研究人員開發出一種工藝可將甲烷轉化成氫氣和炭黑。由諾貝爾經濟學獎得主，前IASS科學主任Carlo Rubbia教授發起的一個聯合項目已經證明了這一概念的可驗證性。

根據Rubbia提出的一種新型反應器設計，甲烷在熔融金屬上發生裂解。甲烷被引入充滿熔融錫的溫度高于750℃的塔底部。當氣泡上升時，甲烷被熱裂解為H2，炭黑沉積在氣泡表面。氣泡在頂部分解釋放H2，留下炭黑粉末膜，炭黑可回收用于銷售。

從2012年到2015年，IASS和KIT已經在KIT的Karlsruhe液態金屬實驗室中，在由石英和不銹鋼制成的1.2m高的反應其中進行實驗。在最近的實驗中，反應器連續運行2周，在溫度為1 200℃下以78%的轉化率生產H2。由IASS和亞琛工業大學進行的生命周期評估表明，生產每單位H2在CO2排放量方面，CH4裂解相當于電解水，而比蒸汽甲烷重整“更清潔”50%。

初步的經濟學計算表明，該技術可以實現H2生產成本為1.9～3.3歐元/千克（采用德國天然氣價格，并且炭黑的市場價值沒有考慮在內）。接下來IASS和KIT側重于優化反應器設計的某些方面（如碳去除工藝），并逐漸將其放大以適應更高的流速。

（摘自石油化工2016年第4期）