La pyrolyse du méthane nécessite environ 37,7 kJ/mole d'hydrogène produit, ce qui est moins énergivore que le reformage du méthane à la vapeur, qui nécessite 41,4 kJ/mole d'hydrogène et jusqu'à 63,4 kJ/mole si l'on inclut l'énergie nécessaire à l'évaporation de l'eau. La pyrolyse du méthane est un processus de décomposition thermique qui décompose le méthane en hydrogène et en carbone solide, et qui se produit principalement à des températures supérieures à 700°C sans catalyseur et supérieures à 800°C avec catalyseur. Ce processus est endothermique, ce qui signifie qu'il absorbe la chaleur de son environnement pour se dérouler.
Les besoins énergétiques de la pyrolyse du méthane sont inférieurs à ceux du reformage du méthane à la vapeur, principalement en raison de l'absence d'évaporation de l'eau dans le processus de pyrolyse. Dans le reformage à la vapeur, l'eau est convertie en vapeur, ce qui nécessite une énergie supplémentaire. Cette étape supplémentaire porte la demande énergétique globale du reformage à la vapeur à 63,4 kJ/mole d'hydrogène.
La pyrolyse du méthane fonctionne à des températures plus élevées, généralement supérieures à 800°C pour les procédés catalytiques et à 1000°C pour les procédés thermiques, certaines méthodes utilisant des torches à plasma atteignant jusqu'à 2000°C. Ces températures élevées sont nécessaires pour surmonter la stabilité des liaisons C-H du méthane et atteindre des taux de réaction et de conversion du méthane significatifs.
Malgré les températures élevées, la pyrolyse du méthane est considérée comme plus efficace sur le plan énergétique que le reformage à la vapeur en raison de la production directe d'hydrogène et de carbone solide sans évaporation d'eau. En outre, la pyrolyse du méthane permet de réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone, jusqu'à 85 % ou plus, en fonction de la source de chaleur utilisée, comme l'électricité renouvelable ou la combustion d'une partie de l'hydrogène produit. La pyrolyse du méthane est donc une solution prometteuse pour la production d'hydrogène avec des émissions de gaz à effet de serre plus faibles que les méthodes traditionnelles telles que le reformage à la vapeur.
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