НовостиТехнологии

Производство водорода

Водород - самый распространенный химический элемент во Вселенной

Водород — самый распространенный химический элемент во Вселенной, встречающийся на Солнце, других звездах и газовых планетах нашей Солнечной системы. Он встречается в природе на Земле, но не в достаточно больших количествах, чтобы его можно было производить экономически конкурентоспособно. Поэтому его необходимо отделить от других элементов.

Где на земле живет водород

На Земле водород обычно встречается в соединениях с другими элементами. Наиболее распространенными являются углерод, с которым он образует метан (СН4) , а также кислород, с которым он образует воду (H2O). Как производится чистый водород? Чтобы получить чистый водород для промышленного применения, его необходимо отделить от химических элементов, с которыми он связан.

Водород может быть получен электролизом с использованием возобновляемой электроэнергии

Технологии производства водорода

Сегодня 95% водорода производится либо из древесины (уголь), либо из ископаемых видов топлива, таких как природный газ и нефть. В настоящее время используются три типа производственного процесса:

  • Наиболее распространенным процессом производства водорода является риформинг природного газа, иногда называемый паровым риформингом метана — потому что он использует высокотемпературный пар. При воздействии пара и тепла, атомы углерода (С) метана (СН4) отделяются. После двух последовательных реакций они реформируются отдельно с образованием водорода (H2) и углекислого газа (углекислый газ (CO₂) Поэтому для этой операции требуется природный газ.
  • Другой процесс-древесный газификация 1. Древесный уголь состоит в основном из углерода и воды. Сжигаемый в реакторе при очень высокой температуре от 1200 до 1500 °C, древесный уголь выделяет газ, который отделяется и преобразуется с образованием водорода (H2) и монооксида (CO).
  • Водород также может быть получен с использованием электрической энергии, путем электролиза воды. Электрический ток используется для расщепления воды (H2O) на кислород (O2) и водород (H2). Этот метод не так экономичен, как использование ископаемого топлива. Водород, полученный в результате парового риформинга метана, стоит около 1,5 евро за килограмм у ворот завода (без учета затрат на распределение), что втрое превышает стоимость природного газа. Водород, полученный с помощью электролиза, в настоящее время стоит примерно в четыре раза дороже, даже до того, как будет учтена стоимость необходимой электроэнергии.
  • Паровой риформинг метана
    Паровой риформинг метана используется для производства водорода на нефтеперерабатывающем заводе в Джубайле в Саудовской Аравии. © Labelle Michel / ВСЕГО

Только 1% водорода, производимого во Франции, получается с использованием технологии электролиза. Но по мере появления новых применений водородной энергии, требующих более чистого водорода, горизонты этой технологии расширяются. Научно-исследовательские работы направлены на снижение производственных затрат, особенно за счет использования высокотемпературного (или парового) электролиза при температуре от 700 до 800 °C.

Производство “чистого” водорода

К тому же этот новый энергоноситель является “зеленым” — это означает, что он выделяет мало парниковых газов (ПГ) — производство водорода должно быть как можно более чистым.

Читайте и другие НОВОСТИ О ВОДОРОДЕ:  Производство водорода и исследование водородной проблематики

Риформинг производит мало парниковых газов в сочетании с процессами улавливания и хранения углерода, однако это значительно увеличивает затраты.

Сегодня 95% водорода производится из ископаемого топлива

Газификация является еще одним вариантом, поскольку она охватывает всю твердую биомассу путь: многие виды органического вещества могут быть сожжены для получения биогаза Хотя древесина (в виде древесного угля) является основным используемым сырьем, растительные отходы, такие как солома, также подходят. Поскольку источники биомассы могут быть пересажены, углеродный след это низко.

Электролиз также производит чистый водород при использовании “зеленого” электричества. Но чтобы преодолеть проблему экономической конкурентоспособности, круглый год необходимы большие объемы недорогой электроэнергии. В настоящее время изучаются прототипы, особенно в Германии, для использования прерывистых скачков производства энергии ветра и солнца. Но пока стоимость электролиза все еще непомерно высока.

Изучаются также другие процессы производства водорода

  • Некоторые модифицированные микроорганизмы могут производить водород под воздействием солнечного света-процесс, известный как биологическое производство водорода фотосинтетическими микроорганизмами.
  • При фотоэлектролизе фотоэлектрохимическая ячейка, погруженная в воду, использует солнечный свет для разделения воды на пузырьки водорода и кислорода.
  • В термохимическом цикле вода нагревается до 800-1000 °C, причем молекула расщепляющихся с выделением водорода. Основным недостатком этого метода является то, что он требует ядерной энергии для нагрева воды: стоимость высока, а производство зависит от урана
Читайте и другие НОВОСТИ О ВОДОРОДЕ:  Hyundai вступает в партнерство с Luxfer Gas Cylinders

Читайте всё по теме ВОДОРОД

#hydrogen #H2 #водород #топливо #транспорт

Поделиться:
Теги

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

три × 2 =

Back to top button
RussiaEnglish
Close
Close
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять
Политика конфиденциальности