Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Hoe methaan te produceren:beproefde methoden voor schone energie en industrieel gebruik

Door Allan Robinson
Bijgewerkt 30 augustus 2022

binabina/E+/GettyImages

Methaan (CH₄) is een kleurloos en geurloos gas dat het grootste deel van het aardgas uitmaakt. Het wordt gewaardeerd om zijn schone verbranding en wijdverbreide beschikbaarheid, waardoor het een hoeksteen is van moderne energiesystemen en chemische productie. Hoewel commerciële winning domineert, kan methaan ook worden gegenereerd via een verscheidenheid aan processen, van industriële steenkoolconversie tot biogasvergisting.

Stap 1 – Methaan uit aardgas halen

Aardgas bevat doorgaans ongeveer 75% methaan. Commerciële extractie omvat een meertrapsscheiding die zwaardere koolwaterstoffen en onzuiverheden verwijdert, waardoor hoogzuiver methaan ontstaat dat geschikt is voor brandstof, verwarming of chemische grondstoffen.

Stap 2 – Methaan produceren door steenkoolvergassing

Bitumineuze steenkool, die ten minste 15% vluchtig materiaal bevat, kan worden vergast om een syngasmengsel te produceren dat rijk is aan methaan, samen met bijproducten zoals CO₂, ammoniak en benzeen. Het proces is goed ingeburgerd in de energieopwekking en industriële omgevingen.

Stap 3 – Genereer methaan via de Sabatier-reactie

Het mengen van koolstofdioxide met waterstof in de aanwezigheid van een nikkelkatalysator drijft de Sabatier-reactie aan, waarbij methaan en water worden geproduceerd. Deze methode wordt steeds vaker gebruikt in gesloten-lussystemen, zoals ruimtehabitats en opslag van hernieuwbare energie.

Stap 4 – Methaan afvangen uit biogas

Bij microbiële fermentatie van mest, compost en ander organisch afval in anaerobe vergisters komt biogas vrij, voornamelijk methaan. Hoewel biogas nog niet op grote schaal winstgevend is, biedt het een duurzame route om afvalstromen te recyclen en in de lokale energiebehoeften te voorzien.

Stap 5 – Ontdek alternatieve methaanbronnen

Methaanhydraten – ijsachtige structuren die op de oceaanbodem voorkomen – vertegenwoordigen een enorm, onaangeboord reservoir. Vooruitgang in de extractietechnologie kan van hydraat afkomstig methaan binnenkort een levensvatbare commerciële hulpbron maken.