Elektrische auto’s rijden straks op bijproduct duurzame waterstof
De Amerikaanse bandenfabrikant Goodyear en het Amerikaanse chemiebedrijf Monolith hebben een deal gesloten voor de duurzame productie en afname van carbon black. Moderne autobanden bestaan voor zo’n 20% uit dit materiaal.
Carbon black, een fijn roetpoeder, is een belangrijk ingrediënt in autobanden. Het verbetert de scheurweerstand en verhoogt de slijtvastheid.
De autobandenindustrie is met afstand de grootste afnemer van het poeder, dat verder ook dient als zwart pigment in inkt, coatings en kunststoffen. De gangbare productiemethode is onvolledige verbranding van steenkool of aardolie.
Duurzame carbon black uit aardgas
Bij de gangbare productie van het poeder komt veel CO2 vrij. Monolith maakt carbon black door methaan (aardgas) elektrisch te verhitten in een zuurstofvrije omgeving. Daarbij breekt het gas uiteen in waterstofgas en vaste koolstofdeeltjes, de carbon black. Bij deze reactie komt geen CO2 vrij.
Goodyear neemt het duurzamere roetpoeder af voor de productie van een nieuwe autoband, gericht op elektrische autos. Deze all-season band veroorzaakt minder rolgeluid, wat met stille elektromotoren extra goed tot zijn recht komt.
De banden met de carbon black van Monolith zijn nu nog slechts in één maat beschikbaar, toevallig die van de Tesla Model 3. Goodyear wil de afname van de duurzamere poeders in de toekomst vergroten maar daarvoor moet Monolith eerst haar productie opvoeren. Dat staat gelukkig op de planning. Eind 2021 kreeg het bedrijf een lening van $1 mrd van de Amerikaanse overheid om de productiecapaciteit van haar fabriek in Nebraska te vertienvoudigen.
Methaanpyrolyse kanshebber voor duurzame waterstofproductie
Wereldwijd werken verschillende startups en kennisinstellingen aan vormen van methaanpyrolyse. In Nederland werkt TNO aan een proces waarbij methaan reageert met vloeibaar metaal als katalysator.
Voor de meeste van deze partijen is emissievrije waterstof het primaire product maar vrijwel allemaal noemen ze de verkoop van carbon black als extra verdienkans. Het is spannend hoe sterk de businesscase hangt aan dit ‘bijproduct’. De behoefte aan waterstof is de komende decennia flink groter dan de vraag naar autobanden. Wie de afzet van carbon black tegen de huidige marktprijzen nodig heeft om methaanpyrolyse rendabel te maken, kan nog wel eens van een koude kermis thuiskomen.
Ten opzichte van stoomreforming van aardgas, de conventionele productiemethode voor waterstof, heeft methaanpyrolyse als voordeel dat de koolstof in vaste vorm vrijkomt. Dat is makkelijker af te vangen en op te slaan dan gasvormig CO2. Nadeel is dat een deel van de energie in het aardgas achterblijft in de koolstof. Per molecuul aardgas ontstaan bij methaanpyrolyse maximaal 2 moleculen waterstof. Bij stoomreforming zijn dat er 3, omdat ook de stoom zelf deels ontleedt.
Bron: Goodyear / Imagecredit: Charlie Deets, via Unsplash Public Domain
Oprichter WattisDuurzaam en duurzaamheidsadviseur bij We-Boost Transitions.
Ontdek meer van WattisDuurzaam.nl
Abonneer je om de nieuwste berichten naar je e-mail te laten verzenden.
Bij stoomreforming komen 4 H2 vrij.
CH4 + 2 H2O -> CO2 + 4H2
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_reforming:
Steam reforming (SR) reaction CH4 + H2O ⇌ CO + 3 H2
Water-gas shift reaction (WGSR) CO + H2O ⇌ CO2 + H2
Direct steam reforming (DSR) reaction CH4 + 2 H2O ⇌ CO2 + 4 H2
Kennelijk zijn er twee mogelijkheden SR (3 H2) en DSR (= SR + WGSR; 4 H2), afhankelijk van de molaire verhouding water t.o.v. methaan.
SR zal de voorkeur hebben als het gaat om syngas te maken voor synthetitsche koolwaterstoffen, zie bijv. https://en.wikipedia.org/wiki/Pearl_GTL
Methaan pyrolyse CH4 => C + 2 H2
Nieuwe studies tonen aan dat waterstof nog erger zou zijn vd planeet dan icecars.