甲烷热解是一种有效的方法，可将甲烷这种强烈的温室气体转化为氢气和固态碳，从而减少排放并提供更清洁的氢燃料来源。该工艺涉及甲烷在高温下的热分解，通常由镍等材料催化，工作温度在 500°C 至 1000°C 以上。蒸汽甲烷重整（SMR）也能产生氢气，但会导致二氧化碳排放，而甲烷热解则不同，在理想情况下不会产生二氧化碳排放，因此是一种更环保的选择。
机制和效率：
甲烷热解将甲烷（CH4）分解成碳和氢两种元素。这一过程是内热式的，需要大量的热量来启动和维持反应。在使用镍等催化剂的情况下，反应可在 500°C 左右的温度下进行，但要获得更高的转化率，催化过程的温度必须提高到 800°C 以上，热过程的温度必须提高到 1000°C。使用等离子体火炬可使温度达到 2000°C，从而提高反应速率。
甲烷热解的主要反应是[CH_4 \rightarrow C + 2H_2 ]。
该反应产生固态碳和气态氢，碳是一种有潜在价值的副产品，而不是污染物。
环境和经济效益：
与 SMR 等传统方法相比，甲烷热解具有多项优势。通过在不排放二氧化碳的情况下生产氢气，它大大减少了与甲烷相关的环境影响，甲烷排放约占全球温室气体排放的 20%。该工艺还鼓励从各种来源（如油气田、畜牧场和垃圾填埋场）收集甲烷，将污染物转化为宝贵的资源。
产生的固体碳可用于各行各业，减少浪费，为甲烷热解技术的采用提供额外的经济激励。氢和碳的双重产出使该工艺既经济可行，又有益于环境。
