Основные методы производства водорода: техники и применение

Разнообразие методов генерации водорода

Методы получения водорода многочисленны: зависят от сырья, требуемой чистоты (чистый водород или соединения) и назначения. Производство топлива для ракет или сжатого водорода для топливных элементов авто — относительно простой и известный электролиз: расщепление воды на заряженные ионы кислорода и водорода электрическим током. Другие водные методы: гидролиз аммиака борана, модифицированный термохимический термолиз с серой-иодом в ядерном реакторе с рециклом серо-иодного комплекса.

Твердоксидные топливные элементы (SOFC)

SOFC, вырабатывающие электричество — альтернативная энергетика, использующая и производящая водородные соединения без жидкой воды. Работают как батарея: на входе природный газ, на выходе CO₂ и электричество. Много вариаций: высокие температуры, дорогие металлы (платина). Новый тип использует воду и молибден вместо платины — в 70 раз дешевле, работает на морской воде.

Биологические и солнечные методы

Медленные объемные методы: ферментация, темновая ферментация (без света). Микробные реакции (электроводородогенеза) генерируют водород из сточных вод. Водород из водорослей в разработке. NREL (2005) прогнозировал снижение стоимости до $2,80/кг — конкурентоспособно с бензином.

Солнечная генерация

Солнечные концентраторы направляют энергию в твердоксидный элемент при >1100 °C. Ожидается 50% КПД солнечной энергии в водородную. Исследуется для низкой стоимости ~$0,85/Вт, сопоставимо с ветроэнергетикой. Производство водорода доступно как низкотехнологичными, так и высокотехнологичными способами; исследования делают его практической альтернативой уже сегодня.