Πώς απομονώνεται το υδρογόνο;
1. Μεταρρύθμιση ατμού φυσικού αερίου:
* πιο κοινή μέθοδος: Το φυσικό αέριο (κυρίως μεθάνιο) αντιδρά με ατμό σε υψηλές θερμοκρασίες (700-1000 ° C) και πιέσεις παρουσία καταλύτη νικελίου.
* αντίδραση: Ch₄ + h₂o → co + 3h₂
* Περαιτέρω επεξεργασία: Το παραγόμενο μονοξείδιο του άνθρακα στη συνέχεια μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα από την αντίδραση μετατόπισης του αερίου νερού, με αποτέλεσμα περισσότερο υδρογόνο.
* Πλεονεκτήματα: Άφθονη και σχετικά φθηνή πρώτη ύλη φυσικού αερίου.
* μειονεκτήματα: Εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα, ένα αέριο θερμοκηπίου.
2. Ηλεκτρόλυση νερού:
* Μέθοδος ανανεώσιμων πηγών: Το νερό χωρίζεται σε υδρογόνο και οξυγόνο χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια.
* αντίδραση: 2H₂O → 2H₂ + O₂
* Πλεονεκτήματα: Παράγει καθαρό υδρογόνο και μπορεί να τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
* μειονεκτήματα: Ενεργειακά έντασης, απαιτώντας σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
3. Μερική οξείδωση των υδρογονανθράκων:
* Παρόμοια με τη μεταρρύθμιση του ατμού: Οι υδρογονάνθρακες (όπως το ναφθά ή το προπάνιο) αντιδρούν με οξυγόνο σε υψηλές θερμοκρασίες, παράγοντας υδρογόνο, μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα.
* Πλεονεκτήματα: Χρησιμοποιεί ένα ευρύτερο φάσμα πρώτων υλών υδρογονανθράκων.
* μειονεκτήματα: Παράγει διοξείδιο του άνθρακα και απαιτεί περαιτέρω βήματα καθαρισμού.
4. Αεριοποίηση του άνθρακα:
* Παραδοσιακή μέθοδος: Ο άνθρακας αντιδρά με ατμό και οξυγόνο σε υψηλές θερμοκρασίες, παράγοντας ένα μείγμα αερίων, συμπεριλαμβανομένου του υδρογόνου.
* Πλεονεκτήματα: Χρησιμοποιεί τον άνθρακα, έναν άμεσα διαθέσιμο πόρο.
* μειονεκτήματα: Παράγει σημαντικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και απαιτεί σύνθετα στάδια καθαρισμού.
5. Αυοποίηση βιομάζας:
* Μέθοδος ανανεώσιμων πηγών: Η βιομάζα (ξύλο, γεωργικά απόβλητα) είναι αεριοποιημένη για να παράγει ένα μείγμα αερίων, συμπεριλαμβανομένου του υδρογόνου.
* Πλεονεκτήματα: Χρησιμοποιεί ανανεώσιμους πόρους και μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε σύγκριση με τα ορυκτά καύσιμα.
* μειονεκτήματα: Απαιτεί προηγμένη τεχνολογία αεριοποίησης και οδηγεί σε χαμηλότερες αποδόσεις υδρογόνου σε σύγκριση με άλλες μεθόδους.
6. Χημικές διεργασίες:
* Ειδικές χημικές αντιδράσεις: Ορισμένες ειδικές χημικές αντιδράσεις, όπως η αντίδραση μεταξύ υδροξειδίου του νατρίου και αλουμινίου, παράγουν υδρογόνο ως υποπροϊόν.
* Πλεονεκτήματα: Μπορεί να προσαρμοστεί σε συγκεκριμένες εφαρμογές.
* μειονεκτήματα: Συχνά λιγότερο αποτελεσματική από άλλες μεθόδους.
7. Παραγωγή υδρογόνου από απόβλητα:
* Αναδυόμενη τεχνολογία: Διάφορες τεχνολογίες αναπτύσσονται για την εξαγωγή υδρογόνου από δημοτικά στερεά απόβλητα, βιοαέριο ή άλλα ρεύματα αποβλήτων.
* Πλεονεκτήματα: Προσφέρει μια βιώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον προσέγγιση στην παραγωγή υδρογόνου.
* μειονεκτήματα: Ακόμα στα αρχικά στάδια ανάπτυξής του.
Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από παράγοντες όπως το κόστος, η διαθεσιμότητα πόρων και η επιθυμητή καθαρότητα υδρογόνου. Υπάρχει αυξανόμενη εστίαση στην ανάπτυξη ανανεώσιμων και βιώσιμων μεθόδων παραγωγής υδρογόνου, όπως η ηλεκτρόλυση που τροφοδοτείται από την ανανεώσιμη ενέργεια και την παραγωγή υδρογόνου από τη βιομάζα.
