Jakie są różne metody wytwarzania wodoru?

Istnieje wiele różnych metod wytwarzania wodoru, w zależności od materiału źródłowego, tego, czy produkt końcowy ma być czystym wodorem, czy jakimś rodzajem związku wodoru, i jakie są jego zamierzone zastosowania. Produkcja paliwa wodorowego do rakiet lub samochodów na sprężone ogniwa paliwowe może odbywać się w stosunkowo prostym i dobrze znanym procesie elektrolizy, polegającym na rozszczepieniu wody na naładowane atomy tlenu i wodoru poprzez przepuszczenie przez nią prądu elektrycznego. Inne formy wytwarzania wodoru w środowisku wodnym obejmują hydrolizę z zastosowaniem boranu amoniaku i zmodyfikowaną termolizę termochemiczną, w której siarka-jod jest wprowadzany w celu wytworzenia wodoru w reaktorze jądrowym, a związek siarka-jod jest zatrzymywany do dalszego użycia.

Ogniwa paliwowe ze stałym tlenkiem (SOFC), które wytwarzają energię elektryczną, to kolejna opcja alternatywnej energii, która zarówno wykorzystuje, jak i wytwarza w procesie związki wodoru, bez konieczności stosowania wody w stanie ciekłym. Działają jak bateria, z wyjątkiem tego, że ich wkładem może być gaz ziemny, a wychodzący dwutlenek węgla i energia elektryczna. Istnieje wiele odmian stałych ogniw paliwowych, z których większość wykorzystuje wysokie temperatury i jakiś rodzaj drogiego metalu ciężkiego, takiego jak platyna. Nowa forma wodorowego ogniwa paliwowego wykorzystuje wodę i zastępuje platynę znacznie tańszym związkiem molibdenu i jest 70 razy tańsza niż użycie platyny, a jednocześnie może działać na wodzie morskiej.

Znacznie wolniejsze metody wytwarzania wodoru luzem obejmują wykorzystanie procesów biologicznych, takich jak fermentacja i fermentacja ciemna, która do działania nie wymaga obecności światła. Reakcje mikrobiologiczne, zwane elektrohydrogenezą, mogą generować wodór ze ścieków. Rozwija się również wykorzystanie roślin, takich jak algi, do wytwarzania wodoru. W 2005 r. naukowcy zajmujący się algami z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) w USA pracują nad projektem wytwarzania wodoru, który obniży koszt do 2.80 USD za kilogram, czyniąc go konkurencyjnym w stosunku do benzyny.

Inną nowatorską metodą wytwarzania wodoru jest wykorzystanie energii elektrycznej z ogniw słonecznych. Koncentratory słoneczne kierują energię elektryczną do stałego tlenku, który działa w wysokiej temperaturze, przekraczającej 2,012 1,100 ° Fahrenheita (50 0.85 ° Celsjusza). Oczekuje się, że XNUMX% energii słonecznej zostanie przekształcone w równoważną wartość energii wodorowej. Jest to badane pod kątem wytwarzania wodoru, ponieważ koszty mogą wynosić zaledwie XNUMX USD za wat, co jest porównywalne z wydajnością systemów energetycznych wytwarzanych przez wiatr. Wytwarzanie wodoru można przeprowadzić za pomocą wielu tanich, mało zaawansowanych technologicznie lub kosztownych, zaawansowanych technologicznie środków, a obecne badania czynią z niego praktyczną alternatywną energię dzisiaj, a nie w odległej przyszłości.