Водород из метановой плазмы
Поиском энергоэффективных, недорогих и экологически чистых методов получения водорода как нового вида топлива занимаются многие исследовательские организации и технологические компании. Один из методов производства этого газа, на который возлагают большие надежды, — плазменный пиролиз метана, то есть разложение природного газа при высоких температурах в плазме. Источник энергии в этом процессе — сетевая или полученная от возобновляемых источников электроэнергия.
Несомненное преимущество метода перед широко распространённым паровым риформингом метана — отсутствие на выходе углекислого газа. То есть процесс пиролиза можно описать реакцией:
CH4 → C↓ + 2H2↑
Таким образом, в ходе пиролиза образуются лишь водород и высокодисперсный углерод, то есть сажа — весьма ценный продукт. Сажа используется в резиновой промышленности, для производства бумаги, штемпельной краски, различных сортов лаков, в сельском хозяйстве, дорожном строительстве и других отраслях.
Энергозатраты на плазменный пиролиз метана сравнимы с таковыми для парового риформинга и в три-четыре раза меньше, чем при получении водорода электролизом воды. Однако до сих пор плазменный пиролиз метана в промышленных масштабах не ведут — прежде всего из-за отсутствия мощных и энергоёмких установок
В АО ГНЦ «Центр Келдыша» («Роскосмос») уже более 40 лет занимаются разработками плазмотронов, используемых для испытания материалов при высоких тепловых нагрузках. В их числе плазмотрон «Звезда», выполненный за эти годы в разных модификациях. Отличительная особенность этих плазмотронов — возможность питания непосредственно от высоковольтных сетей переменного тока, что значительно упрощает систему электропитания по сравнению с плазмотронами постоянного тока. Мощность установок такой конструкции может достигать 30 МВт.