L'elemento più abbondante nell'universo, idrogeno gioca un ruolo cruciale in un certo numero di prodotti e processi. L'impiego di idrogeno include produzione di ammoniaca, raffinazione dei metalli e combustibile per razzi. Per la maggior parte, tuttavia, idrogeno libero non si verifica in natura. Deve essere separato da altre fonti, come gas naturale o acqua attraverso una varietà di processi.
Steam Reforming
Uno dei metodi di produzione di idrogeno utilizzato con gas naturale, vapore che reforming, coinvolge un catalizzatore, metano e vapore interagenti. Questo processo produce un gas di sintesi (syngas) composto da monossido di carbonio e idrogeno. Il syngas subisce poi un processo chiamato la reazione di shift del gas d'acqua. La reazione di shift del gas d'acqua comporta l'introduzione di un catalizzatore di seconda e più vapore per creare separabile biossido di carbonio e idrogeno. Un processo di purificazione separa l'idrogeno in una forma utilizzabile. Il dipartimento di energia (DEO) segnala che i processi simili funzionano con propano, etanolo e benzina per generare idrogeno.
Gassificazione
Processi di gassificazione convertono in materie prime come biomassa - rifiuti organici come erba tagliata..--o carbone, idrogeno. Il processo essenziale chiede espone la biomassa o il carbone (materia prima) ad una miscela di vapore, calore e quantità attentamente controllate di ossigeno per abbattere la materia prima. Questo processo produce syngas, che subisce una reazione di shift del gas d'acqua molto simile a quello di rigenerazione di vapore. Secondo il DOE, gassificazione della biomassa può richiedere ulteriori passaggi per rimuovere gli idrocarburi in eccesso dal syngas.
Elettrolisi
Elettrolisi possono produrre idrogeno dall'acqua. I processi esatti variano, ma le basi rimangono le stesse. Energia elettrica è applicata all'acqua. L'acqua si divide in ossigeno e idrogeno. Il DOE descrive due approcci principali per ottenere idrogeno da elettrolisi. In un polimero elettrolita membrana (PEM) sistema, ossigeno e idrogeno ioni forma all'anodo. Spostare gli ioni di idrogeno al catodo, si combinano con gli elettroni e le forme di gas idrogeno. Nei sistemi di elettrolita solido, gli ioni di idrogeno, ossigeno e gas formano al catodo. Gli ioni di ossigeno spostare verso l'anodo e capannone di elettroni. In entrambi i casi, la raccolta di idrogeno rappresenta l'obiettivo.
Considerazioni
L'interesse per la produzione di idrogeno nasce da una necessità di trovare un sostituto a lungo termine per la fornitura limitata di combustibili fossili. L'abbondanza di idrogeno in natura lo rende una scelta naturale. Come un gas combustibile, quando mescolato con ossigeno, idrogeno potrebbe sostituire la benzina come combustibile per veicoli. Il processo di combustione di ossigeno-idrogeno produce acqua come sottoprodotto. Questo lo rende un'alternativa più ecologica. La sfida principale è trovare un modo economico ed efficace per generare idrogeno da fonti diverse da combustibili fossili come il carbone e gas naturale.