Які є способи отримання водню?

У промисловості:

Конверсія з водяною парою при 1000 ° C

Пропускання парів води над розпеченим коксом при температурі близько 1000 ° C

Електроліз водних розчинів солей

Каталітичне окислення киснем

Крекінг і риформінг вуглеводнів в процесі переробки нафти

В домашніх умовах:

Знадобиться Гідроксид натрію, його можна знайти в засобі для очищення труб "Крот" і Алюмінієва фольга, з фольги робимо кульки, в будь-яку тару наливаємо засіб для очищення труб, засипаємо туди кульки з фольги, поміщаємо нашу тару в таз з холодною водою (т. к. процес виділяє багато тепла), і додаємо туди трошки теплої води, через пару секунд почнеться реакція і буде виділятися водень.

З вуглеводнів [ред | правити вікі-текст]

Парова конверсія природного газу / метану

Водень можна отримувати різної чистоти: 95-98% або особливо чистий. Залежно від подальшого використання водень отримують під різним тиском: від 1,0 до 4,2 МПа. Сировина (природний газ або легкі нафтові фракції) підігрівається до 350-400 ° в конвективної печі або теплообміннику і надходить в апарат десульфірування. Конвертований газ з печі охолоджується в печі-утилізатори, де виробляється пар необхідних параметрів. Після ступенів високотемпературної і низькотемпературної конверсії СО газ надходить на адсорбцію СО2 і потім на метанірованіе залишкових оксидів. В результаті виходить водень 95-98,5% чистоти з вмістом в ньому 1-5% метану і слідів СО і СО2.

У тому випадку, якщо потрібно отримувати особливо чистий водень, установка доповнюється секцією адсорбційного розділення конвертованого газу. На відміну від попередньої схеми конверсія СО тут одноступенева. Газова суміш, яка містить H2, CO2, CH4, H2O і невелика кількість СО, охолоджується для видалення води і прямує в адсорбційні апарати, заповнені цеолітами. Всі домішки адсорбуються в один щабель при температурі навколишнього середовища. В результаті отримують водень зі ступенем чистоти 99,99%. Тиск одержуваного водню становить 1,5-2,0 МПа.

В даний час таким способом проводиться приблизно половина всього водню. Собівартість процесу $ 2-5 за кілограм водню. У майбутньому можливе зниження ціни до $ 2- $ 2,50, включаючи доставку і зберігання.

газифікація вугілля

Найстаріший спосіб отримання водню. Вугілля нагрівають при температурі 800 ° -1300 ° Цельсія без доступу повітря. Перший газогенератор був побудований у Великобританії в 40-х роках XIX століття. США припускають побудувати електростанцію за проектом FutureGen, яка буде працювати на продуктах газифікації вугілля. Електрика вироблятимуть паливні елементи, використовуючи в якості пального водень, що виходить в процесі газифікації вугілля.

У грудні 2007 р була визначена майданчик для будівництва першої пілотної електростанції проекту FutureGen. В Іллінойсі буде побудована електростанція потужністю 275 МВт. Загальна вартість проекту $ 1,2 млрд. На електростанції уловлюватиметься і зберігатися до 90% СО2.

Собівартість процесу $ 2- $ 2,5 за кілограм водню. У майбутньому можливе зниження ціни до $ 1,50, включаючи доставку і зберігання.

З біомаси [ред | правити вікі-текст]

Основна стаття: біоводню

Водень з біомаси виходить термохимическим, або біохімічним способом. При термохімічної методі біомасу нагрівають без доступу кисню до температури 500 ° -800 ° (для відходів деревини), що набагато нижче температури процесу газифікації вугілля. В результаті процесу виділяється H2, CO і CH4.

Собівартість процесу $ 5 $ 7 за кілограм водню. У майбутньому можливе зниження до $ 1,0 $ 3,0.

В біохімічному процесі водень виробляють різні бактерії, наприклад, Rodobacter speriodes.

Можливе застосування різних ензимів для прискорення виробництва водню з полісахаридів (крохмаль, целюлоза), що містяться в біомасі. Процес проходить при температурі 30 ° за Цельсієм при нормальному тиску. Собівартість водню близько $ 2 за кг.

З ланцюжка цукор-водень-водневий паливний елемент можна отримати [1] в три рази більше енергії, ніж з ланцюжка цукор-етанол-двигун внутрішнього згоряння.

Зі сміття [ред | правити вікі-текст]

Розробляються різні нові технології виробництва водню. Наприклад, в жовтні 2006 року Лондонське Водородное Партнерство опублікувало дослідження про можливості виробництва водню з муніципального та комерційного сміття. Згідно з дослідженням, в Лондоні можна щодня виробляти 141 тонну водню як пиролизом, так і анаеробним зброджуванням сміття. З муніципального сміття можна виробляти 68 тонн водню.

141 тонни водню досить для роботи 13750 автобусів з двигунами внутрішнього згоряння, що працюють на водні. У Лондоні в даний час експлуатується більше 8000 автобусів.

Хімічна реакція води з металами [ред | правити вікі-текст]

У 2007 році Університет Purdue (США) розробив метод виробництва водню з води за допомогою алюмінієвого сплаву.

Сплав алюмінію з галієм формується в пелети. Пелети поміщають в бак з водою. В результаті хімічної реакції проводиться водень. Галій створює навколо алюмінію плівку, що запобігає окисленню алюмінію. В результаті реакції створюється водень і оксид алюмінію.

З одного фунта (? 453 г) алюмінію можна отримувати більше 2 кВт · год енергії від спалювання водню і більше 2 кВт · год теплової енергії під час реакції алюмінію з водою. В майбутньому, при використанні електроенергії атомних реакторів 4-го покоління, собівартість водню, одержуваного в ході реакції, стане еквівалента ціні бензину $ 3 за галон (? 3,8 л).

Автомобіль середнього розміру з двигуном внутрішнього згоряння з 350 фунтами (158 кг) алюмінію на борту може проїхати 350 миль (560 км). У майбутньому вартість такої поїздки складе $ 63 (0,11 $ / км), включаючи вартість відновлення оксиду алюмінію на атомній електростанції 4-го покоління. [2]

З використанням водоростей [ред | правити вікі-текст]

Вчені Каліфорнійського університету в Берклі (UC Berkeley) 1999 року виявили [джерело не вказано 329 днів], що якщо водоростям не вистачає кисню і сірки, то процеси фотосинтезу у них різко слабшають, і починається бурхлива вироблення водню.

Водень може виробляти група зелених водоростей, наприклад, Chlamydomonas reinhardtii. Водорості можуть виробляти водень із морської води, або каналізаційних стоків.