A pirólise do metano é um método eficaz para converter o metano, um potente gás com efeito de estufa, em hidrogénio e carbono sólido, reduzindo assim as emissões e proporcionando uma fonte mais limpa de hidrogénio combustível. Este processo envolve a decomposição térmica do metano a altas temperaturas, tipicamente catalisada por materiais como o níquel, e funciona a temperaturas que variam entre 500°C e mais de 1000°C. Ao contrário da reforma do metano a vapor (SMR), que também produz hidrogénio, mas resulta em emissões de dióxido de carbono, a pirólise do metano não produz, idealmente, emissões de CO2, o que a torna uma opção mais amiga do ambiente.
Mecanismo e eficiência:
A pirólise do metano envolve a decomposição do metano (CH4) nos seus elementos constituintes: carbono e hidrogénio. O processo é endotérmico, exigindo um calor significativo para iniciar e manter a reação. Com catalisadores como o níquel, a reação pode ocorrer a temperaturas de cerca de 500°C, mas para taxas de conversão mais elevadas, as temperaturas devem ser aumentadas para mais de 800°C para processos catalíticos e 1000°C para processos térmicos. A utilização de tochas de plasma pode atingir temperaturas até 2000°C, aumentando as taxas de reação.
A reação primária da pirólise do metano é:[ CH_4 \rightarrow C + 2H_2 ]
Esta reação produz carbono sólido e hidrogénio gasoso, sendo o carbono um subproduto potencialmente valioso e não um poluente.
Benefícios ambientais e económicos:
A pirólise do metano oferece várias vantagens em relação aos métodos tradicionais como a SMR. Ao produzir hidrogénio sem emissões de CO2, reduz significativamente o impacto ambiental associado ao metano, que é responsável por cerca de 20% das emissões globais de gases com efeito de estufa. O processo também incentiva a captura de metano de várias fontes, tais como instalações de petróleo e gás, explorações pecuárias e aterros sanitários, transformando um poluente num recurso valioso.
O carbono sólido produzido pode ser utilizado em várias indústrias, reduzindo os resíduos e proporcionando um incentivo económico adicional para a adoção de tecnologias de pirólise do metano. Esta dupla produção de hidrogénio e carbono torna o processo economicamente viável e benéfico para o ambiente.
