サバティエ反応
この場合水素を水の状態で運ぶなら水の使用量は理論的には半分、液体水素などの形で運べば追加の水は不要。
さらにメタンを1200°Cほどで熱分解すれば、循環が完全に閉じることになる。
CH 4 → heat C + 2 H 2 {\displaystyle {\ce {CH4->[{\text{heat}}]C{}+2H2}}}
こうして得た水素をサバティエ反応器に供給すると、残るのは容易に投棄可能な熱分解炭素(英: Pyrolytic carbon)だけとなる。反応器は配管より若干太い程度で、宇宙飛行士が定期的に投棄すべきものを取り除く作業をすればよい。
また、メタンをアセチレンに1400°Cほどで熱分解すれば、メタンから75%の水素を回収できる。
2 CH 4 → heat C 2 H 2 + 3 H 2 {\displaystyle {\ce {2CH4->[{\text{heat}}]C2H2{}+3H2}}}
ただしアセチレンガス以外のガスや炭素の析出もある程度は生じてしまうのでやはり析出炭素の除去が必要。
同様の用途でボッシュ反応(wikidata、英語版)も研究されている。
CO 2 + 2 H 2 ⟶ C + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CO2 + 2H2 -> C + 2H2O}}}
ボッシュ反応では炭素原子が廃棄物として出るだけで完全な水と酸素と二酸化炭素の循環を形成できるが、反応にはさらなる高温状態が必要で、しかも反応にともない沈着する炭素をどう取り扱うかという問題があり、実用化にはまだ時間がかかる。触媒の表面に炭素が沈着すると、触媒の効果が弱まって反応の効率が低下するという問題を起こす。