Przeskocz do nawigacji głównej Przeskocz do wyszukiwania Przeskocz do głównej treści

Morphological and Structural Analysis of Pyrolytic Carbon from Simple Thermal Methane Pyrolysis

  • Michał Wojtasik
  • , Wojciech Krasodomski
  • , Grażyna Żak
  • , Katarzyna Wojtasik
  • , Wojciech Pakieła
  • Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
  • Cracow University of Technology

Wyniki badań: Wkład do czasopisma › Artykuł › recenzja

4 Cytowania z bazy Scopus

Abstrakt

This study presents a comprehensive morphological and structural analysis of carbon materials produced via simple thermal methane pyrolysis conducted under laboratory conditions in a quartz reactor without the use of catalysts. The process, carried out at 1000 °C, achieved moderate methane conversion (36.5%), process efficiency (36.1%), and very high selectivity (98.9%) towards hydrogen production, highlighting its potential as a CO2-free hydrogen generation method. Distinct carbon morphologies were observed depending on the formation areas within the reactor: a predominant flake-like silver carbon formed on reactor walls at temperatures between 600 and 980 °C (accounting for 91% of the solid product) and a minor powdery carbon formed near 980–1000 °C (9% of the solids). The powdery carbon exhibited a high specific surface area (125.3 m2/g), substantial mesoporosity (60%), and porous spherical aggregates, indicating an amorphous structure. In contrast, flake-like carbon demonstrated a low surface area (1.99 m2/g), high structural order confirmed by Raman spectroscopy, and superior thermal stability, making it suitable for advanced applications requiring mechanical robustness. Additionally, polycyclic aromatic hydrocarbons were detected in cooler zones of the reactor, suggesting side reactions in low-temperature areas. The study underscores the impact of temperature zones on carbon structure and properties, emphasizing the importance of precise thermal control to tailor carbon materials for diverse industrial applications while producing clean hydrogen.

Język oryginałuangielski
Numer artykułu10742
CzasopismoApplied Sciences (Switzerland)
Tom15
Numer wydania19
Identyfikatory DOI
Status publikacjiOpublikowano - paź 2025

Obszary tematyczne ASJC Scopus

  • Materiałoznawstwo ogólne
  • Instrumentacja
  • Inżynieria ogólna
  • Chemia i technologia procesów
  • Zastosowania informatyki
  • Procesy przepływu i przenoszenia płynów

Fingerprint

Zanurz się w tematy badawcze publikacji „Morphological and Structural Analysis of Pyrolytic Carbon from Simple Thermal Methane Pyrolysis”. Razem tworzą niepowtarzalny odcisk palca.

Cytowanie