Способы получения водорода

водород и способы его полеченияСуществует несколько способов, с помощью которых мы можем получить водород. Однако сразу следует оговориться: распространенное утверждение о том, что водород является «доступным топливом», является несколько преувеличенным, так как водород не существует в природе в чистом виде и поэтому его нельзя просто выкопать из земли как обычные ископаемые (нефть или газ). Мы должны получить (произвести) его из другого основного источника энергии. Итак, давайте рассмотрим и оценим некоторые варианты получения водорода из различных источников.

Электролиз
На уроках физики в школе вы наверное видели аппарат Гоффмана. Аппарат Гоффмана имеет резервуар с водой, через который пропускают электрический ток. Электрический ток отделяет водород от кислорода в воде. Пузырьки газа, возникающие от электродов, собираются в отдельные трубки. Стоит заметить, что водорода образуется в два раза больше, чем кислорода. И это не случайно, ведь если мы взглянем на химическую формулу воды (Н2О), то увидим, что водорода в воде действительно больше в два раза, чем кислорода.

В процессе водородного электролиза получается очень чистый водород, так что это идеальный способ. Одним из его недостатков является то, что электролиз потребляет значительное количество электрической энергии, необходимой для самого процесса. Это электричество может быть создано с помощью экологически чистых, возобновляемых источников энергии, или же с помощью атомной энергии, которая хотя не такая чистая, но зато дешевая. Другое дело, что атомная энергия может свести на нет все плюсы чистой водородной энергетики.

Биомасса
Биомасса зарекомендовала себя как относительно чистый источник энергии. Сельскохозяйственные отходы, органические вещества, опилки и другие источники биомассы могут быть нагреты в контролируемой атмосфере без присутствия кислорода. Это дает газ — синтетический газ, который насыщен водородом, а также содержит окись и двуокись углерода.

Выбросы углекислого газа из этого источника энергии являются нейтральными, поскольку диоксид углерода будет поглощен из атмосферы в первую очередь растениями. Однако выбросы углекислого газа в процессе производства самой биомассы и в следствии ее транспортировки (поскольку источники биомассы распределены неравномерно) не могут быть проигнорированы.

Преобразование пара
Благодаря сочетанию высокой температуры пара и метана, можно извлечь водород из этого ископаемого топлива. Так как это производство сконцентрировано в одном месте, то проблема с диоксидом углерода может быть решена путем его изоляции в отдельных хранилищах (хотя имейте в виду, что это лишь перспективная технология, которая еще не продемонстрировала долгосрочную безопасность). Процесс довольно дешевый и недорогой. Кстати, «излишки» тепла могут быть использованы (когенерация).

Когенерация дает нам небольшое количество тепла, которое могло бы оказаться полезными в местной системе обеспечения отопления. На этот метод действительно возлагают большие надежды, так как он в настоящее время является эффективной и дешевой технологией, которая удачно сочетается с существующей инфраструктурой поставок газа, однако выбросы углекислого газа вызывают беспокойство у экологов.

Фотоэлектролиз
Фотоэлектролиз является относительно новой и перспективной технологией, но еще недостаточно проверенной. Она включает в себя использование солнечной энергии, которая воздействует на кремниевое соединение, похожее на фотогальванический элемент, с тем лишь отличием, что вместо того, чтобы энергия преобразовывалась в электричество, соединения кремния работают непосредственно на воде, где происходит электролиз.

Биологические способы производства водорода
Это довольно интересная и малоразработанная тема. Существует несколько видов водорослей, которые используют фотосинтез для преобразования солнечной энергии в водород. На данный момент эти процессы продемонстрированы в небольших масштабах, но исследования в этой области идут интенсивно. Ожидается, что большой шаг вперед может быть сделан именно в этой области.

Добавить комментарий