Metanpyrolys för kimröks- och vätgasproduktion

Vid termisk metanpyrolys bryts metanmolekylen helt enkelt ner till vätgas och fast nanopartikulärt kol [CH4(g)+värme => 2H2(g)+C(s)]. Det möjliggör enkel separation av kolet som sedan kan lagras (CCS) eller nyttjas till andra produkter (CCU). Teknologier för metanpyrolys är fortfarande i tidig utvecklingsfas och det råder brist på kunskaper kring såväl reaktordesign som optimala driftbetingelser. Genom ett Formas-finansierat projekt har RISE genomfört experiment i labbskala (0,3 g/min). Projektresultaten var lovande och kolnanomaterialet uppvisade stora likheter med kimrök. Det finns således stor potential till lönsamma affärsmodeller genom samtidig produktion av såväl vätgas som högvärdiga kolnanoprodukter, d v s kimrök. Samtidigt minskas efterfrågan på annan fossilt producerad kimrök, vilket reducerar den globala klimatbelastningen.   

Syfte

Syftet med detta förstudieprojekt är att studera termisk metanpyrolys i större skala genom experiment i en pilotanläggning (<30 g/min) för kimrökstillverkning vid RISE i Piteå. Pilotreaktorn bygger på den design som är vanligast inom kimröksindustrin, den så kallade ’furnace black’-processen. Till skillnad från dagens kommersiella processer där förbränning av naturgas används för att generera den höga reaktortemperaturen (1400–1600 °C) så är kimrökspiloten elektrifierad och värms via en plasmabrännare, vilket betyder att processen kan bli helt fri från CO2 emissioner. Ambitionen är att genomföra några initiala tester i pilotanläggningen med målsättningen att kvantifiera produktutbytena, samt att grundligt karakterisera den producerade kimröken. Förhoppningen är att projektresultaten ska utgöra grunden till en större forskningsansökan på området. Därigenom hoppas konsortiet på att kunna ta betydande steg på vägen mot kommersialisering.  

Mål 

Projektets övergripande målsättning är att i förlängningen bidra med teknikutveckling som möjliggör klimateffektiv vätgasproduktion samtidigt som den fasta kolnanoprodukten från metanpyrolys kan ersätta annan fossilt producerad kimrök inom kemiindustrin (CCU).  

Projektförslagets konkreta mål är att: 

1. Kvantifiera utbytena av vätgas och kimrök från plasmadriven metanpyrolys i pilotskala.  
2. Noggrant karakterisera erhållna kimröksprodukter från ett par olika industrirelevanta driftbetingelser i syfte att undersöka möjligheterna till att ersätta någon/några av de kimrökskvaliteterna som exempelvis Borealis köper in från externa leverantörer.  
3. Utifall resultaten visar sig vara lovande, ge förslag på fortsatta aktiviteter mot kommersialisering och identifiera lämpliga finansieringsmöjligheter. 

Deltagande parter

RISE, Borealis, Scandinavian Enviro Systems

Tidsperiod

2025-03-01 – 2025-12-31 

Total budget

353 000 SEK 

Kontakta insatsområdesledaren