In Rusland is een simpel reactortje bedacht dat kleine hoeveelheden methaan omzet in synthesegas. Leuk om naast een bescheiden schaliegasputje te zetten en ter plekke chemicaliën te brouwen, suggereert een publicatie in Industrial & Engineering Chemistry Research.

Het brandertje (want dat is het eigenlijk) wordt opgebouwd uit dikke, poreuze keramische platen met een grote warmte-opslagcapaciteit. Via de bodem en de zijwanden pomp je een mengsel van methaan en ondermaat zuurstof door de poriën naar binnen.

Als de brander eenmaal heet genoeg is, zullen de gassen binnenin met elkaar reageren zonder een zichtbare vlam te vormen. En als de zuurstofhoeveelheid beperkt genoeg is, gaat die reactie niet helemaal door tot H₂O en CO₂ maar blijft ze steken bij H₂ en CO oftewel synthesegas. Via de poreuze dekplaat ontsnapt dat uit de brander, klaar om te worden opgevangen als grondstof voor een vervolgreactie naar keuze.

Het mooie is daarbij dat de vrijkomende verbrandingswarmte blijft hangen in de keramische platen, die daarbij roodgloeiend worden. Zij dragen hun warmte weer over op de instromende gassen, die dus al dicht tegen hun verbrandingstemperatuur aan zitten op het moment dat ze het binnenste van de reactor bereiken. Eindresultaat is dat de reactor zichzelf op temperatuur houdt en zo energie-efficiënt werkt als maar kan, óók bij een zuurstoftoevoer die onder andere omstandigheden onvoldoende zou zijn voor een stabiele verbranding.

Ten opzichte van de stoomreformers die nu nog worden gebruikt om methaan in syngas om te zetten, heeft de constructie duidelijke voordelen. Zo kun je het brandertje veel kleinschaliger uitvoeren: het demonstratiemodel verwerkt slechts 8 m³ methaan per uur. Stoomreformers zijn gewoonlijk vele malen groter: zoals de naam al zegt hebben ze oververhitte stoom uit een externe ketel nodig, en het is in de praktijk vrij lastig om een klein keteltje te bouwen dat toch nog efficiënt met energie omgaat.

In die reformers zit trouwens ook een nikkelkatalysator die óók niet gratis is - de Russische reactor doet het zonder.

C&EN tekent er wel bij aan dat bij het demonstratiemodel 6 procent van de toegevoerde methaan onverbrand in het synthesegas terechtkomt, wat duidelijk niet de bedoeling is. Maar ongetwijfeld valt daar nog wel iets aan te verbeteren.

bron: C&EN