Лучшие методы производства водорода:методы и применение

Существует множество различных методов получения водорода, в зависимости от исходного материала, того, будет ли конечный продукт чистым водородом или каким-либо соединением водорода, а также от того, каково его предполагаемое использование. Производство водородного топлива для ракет или автомобилей на сжатых жидких топливных элементах может осуществляться с помощью относительно простого и хорошо известного процесса электролиза, при котором вода расщепляется на заряженные атомы кислорода и водорода путем пропускания через нее электрического тока. Другие формы получения водорода с использованием водной среды включают гидролиз с использованием аммиачно-борана и модифицированный термохимический термолиз, при котором йод-сера вводится для производства водорода в ядерном реакторе, а соединение йода-серы впоследствии сохраняется для дальнейшего использования.

Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), вырабатывающие электроэнергию, являются еще одним вариантом альтернативной энергетики, который одновременно использует и производит соединения водорода в процессе, не требуя жидкой воды. Они работают как батарея, за исключением того, что на их входе может быть природный газ, а на выходе — углекислый газ и электричество. Существует множество вариантов твердотопливных элементов, большинство из которых связаны с использованием высоких температур и какого-либо дорогого тяжелого металла, такого как платина. Новая форма водородного топливного элемента использует воду и заменяет платину гораздо менее дорогим металлическим соединением молибдена. Он в 70 раз дешевле, чем использование платины, но при этом способен работать с морской водой.

Гораздо более медленные методы получения водорода в больших количествах включают использование биологических процессов, таких как ферментация и темная ферментация, для работы которой не требуется присутствие света. Микробные реакции, называемые электрогидрогенезом, могут генерировать водород из сточных вод. Использование таких растений, как водоросли, для производства водорода также находится в стадии разработки. В 2005 году исследователи водорослей из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в США прогнозируют, что их проект по производству водорода снизит стоимость до 2,80 долларов США (USD) за килограмм, что сделает его конкурентоспособным с бензином.

Еще один новый метод получения водорода — использование электроэнергии от солнечных батарей. Ячейки солнечного концентратора направляют электрическую энергию в твердый оксид, который работает при высокой температуре, превышающей 2012° по Фаренгейту (1100° по Цельсию). Ожидается, что 50% солнечной энергии будет преобразовано в эквивалентную стоимость водородной энергии. Это исследуется для производства водорода, поскольку затраты могут составлять всего 0,85 доллара США (USD) за ватт, что сопоставимо с эффективностью ветроэнергетических систем. Производство водорода может осуществляться с помощью многих недорогих, низкотехнологичных или дорогостоящих высокотехнологичных средств, а текущие исследования делают его практической альтернативной энергией сегодня, а не в отдаленном будущем.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.