無碳排放甲烷轉化制氫工藝

美國C-Zero公司開發的天然氣轉化制氫和固體碳的工藝正進行示范裝置的工程設計。該裝置計劃2021年底開始建設。C-Zero公司旨在開發甲烷無燃燒熱分解并進行工業化轉化。天然氣轉化制氫是成熟工藝，最近加州圣巴巴拉大學使用高溫熔融金屬和熔融鹽催化劑對該工藝開展了研究。

C-Zero工藝利用豐富的天然氣作為低成本氫氣來源，同時避免了化石原料制氫工藝存在的二氧化碳排放問題。該工藝旨在替代蒸汽甲烷轉化（SMR）生產用于制氨和煉油的氫氣，以及用于發電和燃料電池的零碳排放氫氣。反應在結構獨特的反應器中進行，采用高溫液體材料作為熱解催化劑。熱解過程中主要挑戰是將熱量導入反應器，這需要進行創新設計。此外，該過程需要在建筑材料、熱交換和有效去除固體碳方面進行創新。雖然化學反應簡單，但設計成本效益高的工藝仍具有挑戰性。

該工藝生產的氫氣純度符合應用要求，熱解反應對天然氣中常見的污染物具有較好耐受性。該工藝資本支出低于SMR，如果在二氧化碳總量控制與交易體系或碳稅體系中，二氧化碳成本為35~60美元/噸，那么該工藝運營成本比SMR更具競爭力。