Водород — это не только экологически чистое топливо будущего, но и незаменимое химическое сырье: он используется для производства метанола, очистки бензина от серы и синтеза аммиачных удобрений. Однако сегодня более 95% водорода в США получают паровым риформингом метана (SMR), при котором на каждую тонну водорода выделяется около 10 тонн углекислого газа. Пиролиз метана — разложение газа на водород и твердый углерод при нагревании — более «чистая» альтернатива, но масштабирование этого метода упиралось в серьезную проблему: огромные промышленные реакторы нужно разогревать до 1000°С, а делать это через стенки снаружи крайне медленно, неэффективно и дорого.

Команда ученых нашла неожиданное решение: вместо внешнего нагрева они поместили горелку внутрь реактора, сжигая небольшое количество самого производимого водорода. Этот внутренний нагрев создает необходимые температуры, выделяя при этом в основном водяной пар, и при этом тепло поступает прямо в зону реакции, сообщает IE.

Эффективность выросла примерно в десять раз: один такой реактор выдает столько же водорода, сколько десять обычных, нагретых снаружи, при одинаковом энергопотреблении.

Настоящим сюрпризом стало качество твердого углеродного остатка. Вместо ожидаемой технической сажи образовался графит — структурированный углерод, который используется в анодах литий-ионных батарей, электродах и других ключевых компонентах зеленой энергетики. США полностью импортируют этот материал, а новый метод дает возможность производить его внутри страны, хотя пока не достаточно высокой чистоты, чтобы использовать его в батареях.

Для масштабирования процесса до промышленных объемов производства потребуются дальнейшие инвестиции и междисциплинарные усилия, подчеркивают исследователи.

Исследователи из Национальной энергетической технологической лаборатории (США) разработали в начале года новый способ превращения угля и других углеродных отходов в высококачественный графит. Низкотемпературный процесс позволяет производить этот критически важный для современной индустрии одноатомный материал с меньшими затратами энергии.