メタンの熱分解は、強力な温室効果ガスであるメタンを水素と固体炭素に変換する効果的な方法である。このプロセスは、高温でのメタンの熱分解を伴い、一般的にニッケルなどの材料が触媒となり、500℃から1000℃以上の温度で作動する。水素も生産するが二酸化炭素を排出する水蒸気メタン改質（SMR）とは異なり、メタン熱分解は理想的には二酸化炭素を排出しないため、より環境に優しい選択肢となる。
メカニズムと効率
メタン熱分解では、メタン（CH4）をその構成要素である炭素と水素に分解する。このプロセスは吸熱性であり、反応を開始し維持するために大きな熱を必要とする。ニッケルのような触媒を使用すれば、反応は500℃前後で起こるが、より高い変換率を得るためには、触媒プロセスでは800℃以上、熱プロセスでは1000℃まで温度を上げる必要がある。プラズマ・トーチを使用すれば、2000℃まで温度を上げることができ、反応速度が向上する。
メタンの熱分解の主な反応は以下の通りである：[CH_4 \rightarrow C + 2H_2 ]である。
この反応により、固体の炭素と気体の水素が生成され、炭素は汚染物質ではなく、価値のある副産物になる可能性がある。
環境的・経済的メリット：
メタン熱分解には、SMRのような従来の方法にはない利点がいくつかあります。CO2を排出せずに水素を製造することで、世界の温室効果ガス排出量の約20％を占めるメタンに関連する環境への影響を大幅に削減する。また、このプロセスは、石油・ガス採掘場、畜産場、埋立地など、さまざまな発生源からのメタンの回収を促し、汚染物質を貴重な資源に変える。
生成された固形炭素はさまざまな産業で利用できるため、廃棄物を削減し、メタン熱分解技術の採用にさらなる経済的インセンティブを与える。水素と炭素の二重出力により、このプロセスは経済的に実行可能であり、環境的にも有益である。
