การเมทาเนชันคือการเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO _x ) ให้เป็นมีเทน (CH ₄ ) ผ่านกระบวนการไฮโดรจีเนชันปฏิกิริยาเมทาเนชันของ CO _xถูกค้นพบครั้งแรกโดยSabatierและSenderensในปี พ.ศ. 2445 ^{[ 1 ]}

CO _xมีเทนเนชันมีการใช้งานจริงหลายอย่าง เป็นวิธีการกำจัดคาร์บอนออกไซด์ออกจากก๊าซในกระบวนการ และกำลังถูกนำมาพิจารณาเป็นทางเลือกแทนPROXในเครื่องแปรรูปเชื้อเพลิงสำหรับการใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง เคลื่อนที่ ^{[ 2 ]}

การใช้มีเทนเป็นวิธีการผลิตก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์ได้รับการพิจารณามาตั้งแต่ทศวรรษ 1970 ^{[ 1 ]}เมื่อไม่นานมานี้ ได้มีการพิจารณาใช้เป็นวิธีการจัดเก็บพลังงานที่ผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมโดยใช้ ระบบ พลังงานสู่ก๊าซร่วมกับการจัดเก็บก๊าซธรรมชาติที่ มีอยู่

ปฏิกิริยาต่อไปนี้อธิบายถึงการเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นมีเทน และการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ตามลำดับ:

${\displaystyle {\ce {CO + 3H2 -> CH4 + H2O}}}$ △H = -206 kJ/mol

${\displaystyle {\ce {CO2 + 4H2 -> CH4 + 2 H2O}}}$ △H = -164 kJ/mol

ปฏิกิริยาเมทาเนชันเป็น ปฏิกิริยาคาย ความร้อน สูง และปล่อยความร้อนจำนวนมากในระหว่างการทำปฏิกิริยาให้เสร็จสมบูรณ์^{[ 1 ]}

มีความเห็นไม่ตรงกันว่าปฏิกิริยาเมทาเนชันของ CO2 _เกิดขึ้นโดยการดูดซับอะตอมไฮโดรเจนแบบเชื่อมโยงก่อนแล้วจึงเกิดสารตัวกลางออกซิเจนก่อนการเติมไฮโดรเจน หรือการแยกตัวและเกิดคาร์บอนิลก่อนการเติมไฮโดรเจน^{[ 3 ]}เชื่อกันว่า CO จะถูกเปลี่ยนเป็นเมทาเนชันผ่านกลไกการแยกตัว โดยพันธะคาร์บอน-ออกซิเจนจะถูกทำลายก่อนการเติมไฮโดรเจน และกลไกการเชื่อมโยงจะสังเกตได้เฉพาะที่ความเข้มข้นของ H2 สูงเท่านั้น_มีกลไกการดูด ซับหลายแบบ สำหรับปฏิกิริยาเมทาเนชัน^{[ 4 ]}

ปฏิกิริยาเมทาเนชันเหนือตัวเร่งปฏิกิริยา โลหะพาหะต่าง ๆ รวมถึง Ni ^{[ 5 ]} Ru ^{[ 6 ]}และ Rh ^{[ 7 ]}ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางสำหรับการผลิต CH ₄จากซินแก๊สและโครงการพลังงานสู่ก๊าซอื่น ๆ^{[ 3 ]}นิกเกลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดเนื่องจากมีความเลือกสูงและต้นทุนต่ำ^{[ 1 ]}

กระบวนการมีเทนเนชันเป็นขั้นตอนสำคัญในการสร้างก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์หรือก๊าซธรรมชาติทดแทน (SNG) ^{[ 8 ]}ถ่านหินหรือไม้จะผ่านกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันซึ่งสร้างก๊าซผู้ผลิตที่ต้องผ่านกระบวนการมีเทนเนชันเพื่อผลิตก๊าซที่ใช้งานได้ซึ่งต้องผ่านขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ขั้นสุดท้าย

โรงงานผลิตก๊าซสังเคราะห์เชิงพาณิชย์แห่งแรกเปิดดำเนินการในปี 1984 คือ โรงงาน Great Plains Synfuelในเมืองบิวลาห์ รัฐนอร์ทดาโคตา^{[ 1 ]}โรงงานนี้ยังคงดำเนินการอยู่และผลิตก๊าซสังเคราะห์ได้ 1,500 เมกะวัตต์โดยใช้ถ่านหินเป็นแหล่งคาร์บอน ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานับตั้งแต่เปิดดำเนินการ โรงงานเชิงพาณิชย์อื่นๆ ก็ได้เปิดดำเนินการโดยใช้แหล่งคาร์บอนอื่นๆ เช่น เศษไม้^{[ 1 ]}

ในฝรั่งเศส AFUL Chantrerie ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองน็องต์ ได้เริ่มใช้งานเครื่องสาธิต MINERVE ในเดือนพฤศจิกายน 2017 หน่วยผลิตมีเทนขนาด 14 Nm3/วัน ดำเนินการโดย Top Industrie โดยได้รับการสนับสนุนจาก Leaf การติดตั้งนี้ใช้เพื่อป้อนสถานี CNG และฉีดมีเทนเข้าไปในหม้อไอน้ำก๊าซธรรมชาติ^{[ 9 ]}

ในการผลิตแอมโมเนีย CO และ CO2 _ถือเป็นสารพิษต่อตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไป^{[ 10 ]}ตัวเร่งปฏิกิริยาเมทาเนชันจะถูกเพิ่มหลังจากขั้นตอนการผลิตไฮโดรเจนหลายขั้นตอนเพื่อป้องกัน การสะสม ของคาร์บอนออกไซด์ในวงจรการสังเคราะห์แอมโมเนีย เนื่องจากมีเทนไม่มีผลเสียที่คล้ายคลึงกันต่ออัตราการสังเคราะห์แอมโมเนีย

• การผลิตมีเทนทางชีวภาพ
• ไบโอมีเทน
• เศรษฐกิจไฮโดรเจน
• ก๊าซธรรมชาติหมุนเวียน
• ปฏิกิริยาของซาบาเทียร์