Development of Detailed Surface Reaction Mechanism for Methanation Process Based on Experiments

Rakhi Verma, Vivien Günther, Evgenia Charlafti, Fabian Rachow, Binod Raj Giri, Abdelkader Hemaizia, Dominique Thévenin, Jan Ingo Flege, Fabian Mauss

First published: 18 January 2026
 

Abstract

The pressure to reduce greenhouse gas emissions is growing, which demands new and innovative technologies to produce mobile as well as stationary energy. The CO2 methanation offers a pathway to reduce greenhouse gas emissions by directly converting CO2 to CH4 . This also plays a crucial role in “power-to-gas” (P2G) technologies by providing an approach to store excess renewable energy in the form of methane in an existing natural gas infrastructure. However, methanation is a complex process due to its exothermic nature, interaction of the gas species with the catalyst, and possible catalyst degradation. Therefore, a deeper understanding is required for the methanation reaction, its different reaction pathways, and side reactions. In this work, we aim to understand the direct production of synthetic natural gas from CO2 and H2 in a Sabatier process with the help of experiments over a Ni/Al2⁢O3 catalyst. A detailed surface reaction mechanism is developed to extend the study numerically by validating the simulation results with the experimental data. A one-dimensional model, LOGEcat, based on a single-channel catalyst model, is used for kinetic modeling. Experiments as well as simulations have been performed at various conditions, such as temperature variation and N2 dilution to the inlet composition. We have successfully captured the experimental trends using the kinetic model developed for the conditions considered for the analysis.

 

 

Read more

Privacy Policy & Cookie Settings 

We use cookies to provide you with the best possible content and functionality on our website. We also use cookies for analysis purposes. 

Go to the Privacy Policy and Cookie Settings. 

Agree with allOnly allow necessary cookies

Privacy policy & Cookie settings 

Please note that technically necessary cookies must be set in order to maintain the functionality of our website, as described in our privacy policy. We only use cookies for analysis purposes with your consent. Further details, in particular regarding the storage period and recipients, can be found in our privacy policy. You can adjust your selection in the cookie settings. 

PHP Sitzung
Das Cookie PHPSESSID ist für PHP-Anwendungen. Das Cookie wird verwendet um die eindeutige Session-ID eines Benutzers zu speichern und zu identifizieren um die Benutzersitzung auf der Website zu verwalten. Das Cookie ist ein Session-Cookie und wird gelöscht, wenn alle Browser-Fenster geschlossen werden.
Google Maps
Google Maps ist ein Karten-Dienst des Unternehmens Google LLC, mit dessen Hilfe auf unserer Seite Orte auf Karten dargestellt werden können.
YouTube
YouTube ist ein Videoportal des Unternehmens Google LLC, bei dem die Benutzer auf dem Portal Videoclips ansehen, bewerten, kommentieren und selbst hochladen können. YouTube wird benutzt um Videos innerhalb der Seite abspielen zu können.
Vimeo
Vimeo ist ein Videoportal des Unternehmens Vimeo, Inc., bei dem die Benutzer auf dem Portal Videoclips ansehen, bewerten, kommentieren und selbst hochladen können. Vimeo wird benutzt um Videos innerhalb der Seite abspielen zu können.
Google Analytics
Google Analytics installiert die Cookie´s _ga und _gid. Diese Cookies werden verwendet um Besucher-, Sitzungs- und Kampagnendaten zu berechnen und die Nutzung der Website für einen Analysebericht zu erfassen. Die Cookies speichern diese Informationen anonym und weisen eine zufällig generierte Nummer Besuchern zu um sie eindeutig zu identifizieren.
Matomo
Matomo ist eine Open-Source-Webanwendung zur Analyse des Nutzerverhaltens beim Aufruf der Website.