La producción del hidrógeno del se termina comúnmente de los combustibles fósiles del hidrocarburo vía una trayectoria química. El hidrógeno se puede también extraer del agua vía la producción biológica en un biorreactor, o usar de las algas la electricidad (por la electrólisis ) o el calor (por la termólisis ); estos métodos son menos eficientes para la generación a granel con respecto a las trayectorias químicas derivadas de los hidrocarburos. El descubrimiento y el desarrollo de métodos menos costosos de producción a granel de hidrógeno acelerarán el establecimiento de una economía sana del hidrógeno.
De los hidrocarburos
El hidrógeno se puede generar del gas natural con la eficacia del aproximadamente 80%, o de otros hidrocarburos a diversos grados de eficacia. El método de conversión del hidrocarburo lanza los gases de efecto invernadero puesto que la producción se concentra en una facilidad, él es posible separar los gases y disponer de ellos correctamente, por ejemplo inyectándolos en un depósito del aceite o del gas (véase el carbón capturar ), aunque esto no se haga actual en la mayoría de los casos. Un proyecto de la inyección del dióxido de carbono ha sido comenzado por el noruego StatoilHydro de la compañía en el Mar del Norte, en el campo de Sleipner .
Reformado con vapor
El hidrógeno a granel comercial es producido generalmente por el reformado con vapor del gas natural . En las temperaturas altas (700– 1100 °C), vapor (H2O) reacciona con el metano (CH4) al Syngas de la producción. CH4 dell + CO del → H2O + 3 H2 - 191.7 kJ/mol
El calor requerido para conducir el proceso es suministrado generalmente quemando una cierta porción del metano.
Monóxido de carbono
El hidrógeno adicional se puede recuperar del monóxido de carbono (CO) con la reacción de cambio del gas de agua de la bajo-temperatura, aproximadamente °C realizado 130:l → del CO + de H2O CO2 + H2 + 40.4 kJ/mol
Esencialmente, el átomo del oxígeno (o) se pela del agua (vapor) para oxidar el carbón (c), liberando el hidrógeno limitado antes al carbón y al oxígeno.
Carbón
El carbón se puede convertir en el Syngas y el metano, también conocido como gas ciudad, vía la gasificación del carbón.
Del agua
Producción biológica
considera también:
biológico de la producción del hidrógeno (algas)
El Biohydrogen se puede producir en un biorreactor de las algas . En el finales de los 90 fue descubierto que si las algas se privan del sulfuro cambiará de la producción del oxígeno, es decir fotosíntesis normal, a la producción de hidrógeno.
Parece que la producción es económicamente factible ahora violando la barrera del rendimiento energético del por ciento 7-10 (la conversión de la luz del sol en el hidrógeno).
Biohydrogen puede y se produce en los biorreactores que utilizan las materias de base con excepción de algas, la materia de base más común que es corrientes inútiles. El proceso implica las bacterias que alimentan en los hidrocarburos y que exhalan el hidrógeno y CO2. El CO2 se puede secuestrar con éxito por varios métodos, dejando el gas de hidrógeno. Un biorreactor del hidrógeno del prototipo usar basura como materia de base es en funcionamiento en la fábrica galesa en el este del norte, Pennsylvania del jugo de uva.
Electrólisis
considera también: Electrólisis l agua Es más eficiente producir el hidrógeno a través de una trayectoria química directa que por electrólisis, pero el feedsource químico producirá siempre la contaminación o subproductos tóxicos como se extrae el hidrógeno. Con electrólisis, cuando el suministro de energía es mecánico (hidroelectricidad o las turbinas de viento), o fotovoltaico de luz del sol, el hidrógeno se puede hacer vía la electrólisis del agua . Generalmente, la electricidad consumida es más valiosa que el hidrógeno produjo así que este método no ha sido ampliamente utilizado en el pasado, pero con la producción de la electrólisis de hidrógeno, no hay virtualmente contaminación o subproductos tóxicos, y las fuentes de la alimentación son completamente reanudables, así que la importancia de la electrólisis está aumentando como aumento de la población humana y de la contaminación, y la electrólisis llegará a ser más económicamente competitiva como disminuyen los recursos no renovables (compuestos carbón-basados) y mientras que el gobierno quita subsidios en energías carbón-basadas.
Cuando el suministro de energía está bajo la forma de calor (termal o nuclear solar), la trayectoria al hidrógeno está con electrólisis da alta temperatura. Al contrario de electrólisis a baja temperatura, la electrólisis da alta temperatura de la electrólisis ) (del agua convierte más de la energía inicial del calor en la energía química (hidrógeno), eficacia potencialmente de duplicación, al cerca de 50%. Porque algo de la energía en se suministra bajo la forma de calor, menos de la energía se debe convertir dos veces (de calor a la electricidad, y entonces a la forma química), y así que se pierde menos energía. Se ha demostrado en un laboratorio, pero no en un comercial.
Con independencia de la eficacia, la producción del hidrógeno por electrólisis es un agente limpio y reanudable para almacenar la energía eléctrica y mecánica para la recuperación a pedido.
El partir del agua de Photoelectrochemical
Usar la electricidad producida por los sistemas fotovoltaicos ofrece la manera más limpia de producir el hidrógeno. El agua es rota en el hidrógeno y el oxígeno por la electrólisis--un proceso photoelectrochemical (CPE). La investigación apuntó hacia tecnología de la célula del multijunction de la alto-eficacia que se convertía está en curso por la industria fotovoltaica.
¡Electrolysis< (HTE) de alta temperatura! -- Esta sección se liga de la energía atómica -->
considera también:
alta temperatura de la electrólisis Los procesos generalmente se consideran solamente conjuntamente con una fuente de calor nuclear, porque la otra forma del no-producto químico de calor de alta temperatura (que concentra la termal solar) no es bastante constante derribar los costes de capital EL equipo. La investigación en y los reactores nucleares des alta temperatura puede llevar eventual al hidrógeno una fuente que sea coste-competitiva con el reformado con vapor del gas natural.
Algunos reactores de la generación IV del prototipo funcionan en los grados 850 a 1000 cent3igrado, plantas comerciales considerablemente más caliente que existentes de la energía atómica . General Atomics predice que el hidrógeno producido en un reactor enfriado por gas de alta temperatura (HTGR) costaría a $1. En 2003, el reformado con vapor del gas natural rindió el hidrógeno en $1. En los precios de la gasolina 2005, el hidrógeno costó $2. Por lo tanto, apenas dentro de los Estados Unidos, los ahorros de diez de mil millones de dólares por año son posibles con una fuente de propulsión nuclear. Mucho de este los ahorros traduciría a las importaciones del aceite reducido y del gas natural.
Un beneficio añadido de un reactor nuclear que produzca la electricidad y el hidrógeno es que puede cambiar de puesto la producción entre los dos. Por ejemplo, la planta pudo producir electricidad durante el día y el hidrógeno en la noche, emparejando su perfil eléctrico de la generación a la variación diaria en demanda. Si el hidrógeno se puede producir económicamente, este esquema competiría favorable con esquemas existentes del almacenaje de energía de la rejilla . Por otra parte, hay suficiente demanda del hidrógeno en el Estados Unidos que todos generación máxima diaria se podrían dirigir por tales plantas. Sin embargo los reactores de la generación IV no se esperan hasta 2030 y no está segura los reactores puede competir para entonces en seguridad y fuente con el concepto distribuido de la generación .
Producción termoquímica
Algunos procesos termoquímicos, tales como el ciclo del Sulfuro-yodo, pueden producir el hidrógeno y el oxígeno del agua y del calor sin usar electricidad. Puesto que toda la energía de la entrada para tales procesos es calor, pueden ser más eficientes que electrólisis da alta temperatura. La producción termoquímica de hidrógeno usar energía química del carbón o del gas natural no se considera generalmente, porque la trayectoria química directa es más eficiente.No se ha demostrado ningunos de los procesos de producción termoquímicos del hidrógeno en los niveles de la producción, aunque varios se hayan demostrado en laboratorios.
Otros métodos
La investigación de la nanotecnologÃa sobre la fotosíntesis puede llevar a una producción solar más eficiente de hidrógeno, por ejemplo con las células de PhotoelectrochemicalLa teoría radical de la tierra de Hydridic sugiere que las granes cantidades de hidrógeno puedan existir en la capa de tierra.
Ver también
Economía del hidrógeno
Prueba de escape del hidrógeno
Almacenaje del hidrógeno
Estación del hidrógeno
Tecnologías del hidrógeno
el bombo sobre el hidrógeno
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