Metode de producere a hidrogenului
Varietatea modalităților de producere a hidrogenului reprezintă unul dintre principalele avantaje ale energiei hidrogen, deoarece sporește securitatea energetică și reduce dependența de anumite tipuri de materii prime.
Acestea includ: [sursa nu este specificată 635 zile]
În prezent, cel mai accesibil și ieftin proces este conversia prin abur. Conform previziunilor, acesta va fi utilizat în etapa inițială a tranziției la o economie de hidrogen pentru a facilita depășirea „oul sau găina“ problemă, atunci când din cauza lipsei infrastructurii este nici o cerere pentru mașinile cu hidrogen. și din cauza lipsei de autovehicule pe bază de hidrogen, nu se construiește nicio infrastructură. Cu toate acestea, pe termen lung, este necesară o tranziție la surse regenerabile de energie. deoarece unul dintre scopurile principale ale introducerii energiei hidrogenului este o reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră. Astfel de surse pot fi energia eoliană sau energia solară. permițând efectuarea electrolizei apei.
Producția de hidrogen poate fi axat pe întreprinderile mari centrale, ceea ce reduce costurile de producție, dar necesită costuri suplimentare pentru livrarea de hidrogen la stațiile de hidrogen. O altă opțiune este producția la scară mică, direct la stațiile de alimentare cu hidrogen special echipate.
Producția de hidrogen din diferite surse de materii prime
De hidrocarburi
În cazul în care este necesar să se producă hidrogen în special pur, planta este suplimentată cu o secțiune de separare a adsorbției a gazului transformat. Spre deosebire de schema anterioară, conversia CO este o etapă. Un amestec de gaz conținând H2. CO2. CH4. H2O și o cantitate mică de CO, este răcită pentru a îndepărta apa și a fost trimisă la aparatele de adsorbție umplute cu zeoliți. Toate impuritățile sunt adsorbite într-o etapă la temperatura ambiantă. Ca rezultat, se obține hidrogen cu o puritate de 99,99%. Presiunea hidrogenului produs este de 1,5-2,0 MPa.
În prezent, prin această metodă se produce aproximativ jumătate din totalul hidrogenului. Costul procesului este de 2-5 USD pe kilogram de hidrogen. În viitor, este posibil să se reducă prețul la $ 2- $ 2.50, inclusiv transportul maritim și depozitarea.
Cea mai veche cale de a produce hidrogen. Cărbunele este încălzită la o temperatură de 800 ° -1300 ° C fără acces la aer. Primul generator de gaz a fost construit în Marea Britanie în anii '40 ai secolului al XIX-lea. Statele Unite intenționează să construiască o centrală electrică în cadrul proiectului FutureGen. care va lucra asupra produselor de gazificare a cărbunelui. Electricitatea va produce celule de combustibil. folosind ca hidrogen combustibil, obținut în procesul de gazificare a cărbunelui.
Costul procesului este de 2 $ - 2,5 USD pe kilogram de hidrogen. În viitor, este posibil să se reducă prețul la 1,50 USD, inclusiv transportul și depozitarea.
Din biomasă
Hidrogenul din biomasă este termochimic. sau metoda biochimică. Prin metoda termochemică, biomasa este încălzită fără acces la oxigen la o temperatură de 500 ° -800 ° (pentru deșeurile de lemn), care este mult mai scăzută decât temperatura procesului de gazificare a cărbunelui. Ca rezultat al procesului, H2 este eliberat. CO și CH4.
Costul procesului este de 5 - 7 USD pe kilogram de hidrogen. În viitor, este posibil să se reducă la $ 1.0- $ 3.0.
În procesul biochimic, hidrogenul este produs de diverse bacterii. de exemplu, Rodobacter speriodes.
Este posibil să se utilizeze diferite enzime pentru a accelera producerea de hidrogen din polizaharide (celuloză de amidon) conținute în biomasă. Procesul are loc la o temperatură de 30 ° C la presiune normală. Prețul de cost al hidrogenului este de aproximativ 2 USD pe kg.
141 tone de hidrogen sunt suficiente pentru lucrările a 13.750 de autobuze cu motoare cu ardere internă care lucrează cu hidrogen. În Londra, mai mult de 8.000 de autobuze sunt în prezent în funcțiune.
Reacția chimică a apei cu metale
Aliajul de aluminiu cu galiu este format în pelete. Peletele sunt plasate într-un rezervor de apă. Ca urmare a reacției chimice, se produce hidrogen. Gallium creează un film în jurul aluminiului pentru a preveni oxidarea aluminiului. Reacția produce hidrogen și oxid de aluminiu.
De la un pound (≈453 g) din aluminiu se pot obține de 2 kWh de energie din arderea hidrogenului și mai mult de 2 kWh de energie termică în timpul reacției aluminiului cu apă. În viitor, utilizarea reactoarelor nucleare de energie electrică 4-a generație, costul hidrogen produs în reacție va fi benzină echivalent scăzut $ 3 per galon (≈3,8 L).
O masina de dimensiuni medii cu motor de combustie interna cu 158 kg de aluminiu la bord poate circula la o distanta de 560 km. În viitor, costul unei astfel de călătorii va fi de 63 $ (0,11 $ / km), inclusiv costul de restaurare a oxidului de aluminiu la o centrală nucleară din cea de-a patra generație. [2]
Folosind alge
Hidrogenul poate produce un grup de alge verzi, de exemplu, Chlamydomonas reinhardtii. Algele pot produce hidrogen din apa de mare sau din canalizare.
Sisteme de producție de hidrogen la nivel național
În loc să construiască stații de alimentare cu hidrogen, hidrogenul poate fi produs în instalații de uz casnic din gaze naturale sau prin electroliza apei. Honda testează instalarea la domiciliu, numită stația electrică Honda Home. Instalarea într-un mediu casnic produce hidrogen din gazele naturale. O parte din hidrogen este folosită în celulele de combustie pentru a produce căldură și energie electrică pentru locuință. Restul hidrogenului este folosit pentru a alimenta masina.
Cei mai mari producători de hidrogen
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: