Nieuwe reactor levert waterstof op, plus een onverwacht nuttig materiaal

Amerikaanse onderzoekers hebben een reactor gebouwd die methaan splitst in waterstof en koolstof en zichzelf van binnenuit verwarmt. De reactor levert met dezelfde hoeveelheid energie ongeveer tien keer zoveel op als een reactor die van buitenaf wordt verhit. Bonus: de koolstof die overblijft, blijkt grafiet van hoge kwaliteit.

Methaanpyrolyse, zoals de gebruikte techniek heet, werkt door aardgas te verhitten tot zo'n 1.000 graden Celsius zonder dat er zuurstof bij komt. Het methaanmolecuul valt dan uiteen in waterstofgas en vaste koolstof. Uit de schoorsteen komt nagenoeg geen CO2. Bij de technieken waarmee vandaag vrijwel alle waterstof wordt gemaakt, gebeurt dat wel.

Het probleem tot nu toe was de verwarming. Wie een grote ketel van buitenaf verhit, krijgt het midden nauwelijks warm genoeg. De brandstof die je daarvoor stookt levert bovendien opnieuw CO2 op. De onderzoekers plaatsten daarom een brander binnenin de reactor, die een klein deel van de zelf geproduceerde waterstof verbrandt. Waterstof verbranden levert vooral water op. Bij het verwarmen zelf komt geen koolstof vrij.

Waterstof stoot vandaag veel uit

Nieuwe manieren om waterstof met minder uitstoot te maken zijn broodnodig. De productie ervan was in 2025 goed voor ongeveer een miljard ton CO2. Dat becijferde het Internationaal Energieagentschap (IEA). De uitstoot om de daarvoor gebruikte fossiele brandstoffen te winnen, is daar nog niet eens bijgeteld. Bijna alle waterstof gaat naar de productie van ammoniak voor kunstmest en naar olieraffinaderijen.

De koolstof die in deze reactor overbleef, bleek bovendien grafiet van hoge kwaliteit. Dat hadden de onderzoekers zelf niet verwacht. Grafiet is een belangrijke grondstof voor onder meer batterijen en elektroden. Zuiver genoeg voor batterijen is dit grafiet wel nog niet. Dat zeggen de onderzoekers zelf.

Het blijft aardgas

Toch is het proces niet zo groen als het klinkt, want de grondstof blijft aardgas. Er is er zelfs meer van nodig dan bij de gangbare methode. Dat komt doordat de gangbare techniek, stoomreforming, het gas met stoom laat reageren, waardoor de helft van de waterstof uit het water komt en niet uit het gas. Pyrolyse werkt zonder water en moet alle waterstof uit het aardgas halen.

Er is ook nog een tweede knelpunt: de vaste koolstof uit een draaiende reactor krijgen. Dat hebben de onderzoekers niet opgelost. En ze moeten nog aantonen dat de techniek op grote schaal werkt.