Gdy świat próbuje wydostać się z uścisku paliw kopalnych, naukowcy szybko poszukują realnych alternatyw, które mogą nas przenieść w bardziej ekologiczną przyszłość. Jednym z tych alternatywnych paliw jest wodór.
Wodór jest jednym z elementów budulcowych życia organicznego obok węgla, jednak czysty pierwiastkowy wodór jest trudny do zdobycia – występuje w atmosferze tylko w ilości około 0.6 części na milion. Dlatego produkcja wodoru na skalę przemysłową jest konieczna, aby była praktyczną opcją.
Jakie są więc różne źródła i metody produkcji wodoru? Czytaj dalej, aby się dowiedzieć.
Po wyizolowaniu wodór jest bardzo obiecującym źródłem paliwa do silników spalinowych, ogniw paliwowych oraz jako alternatywa dla ogrzewania gazem ziemnym.
Chociaż wodór jest gazem bezbarwnym, dyskusja na temat wodoru dwuatomowego została oznaczona kolorami, aby łatwo odróżnić różne źródła i procesy produkcyjne. Nie są one formalnie zdefiniowane, ale są użyteczną nomenklaturą, jeśli chodzi o zrozumienie zrównoważonego rozwoju w branży.
Szary wodór jest obecnie najpowszechniejszą metodą produkcji, stanowiącą prawie 50% całkowitej produkcji wodoru. Proces ten wykorzystuje gaz ziemny – a mianowicie metan – i reaguje z wodą w procesie zwanym parowym reformingiem metanu. Ta reakcja wytwarza gazowy wodór i tlenek węgla, z których ten ostatni jest toksyczny, więc poddaje się dalszej reakcji z wodą, aby wytworzyć wodór i dwutlenek węgla w reakcji konwersji gazu wodnego.
Proces ten jest bardzo energochłonny, aby utrzymać środowisko o wysokiej temperaturze, a ponadto wytwarza znaczne ilości dwutlenku węgla (5-6 ton na każdą tonę wytworzonego wodoru).
Wodór brunatny i czarny odnosi się do tego, który jest wydobywany z węgla brunatnego i czarnego. Węgiel jest ogrzewany parą wodną i tlenem w procesie zwanym zgazowaniem węgla i częściowo utlenia się, tworząc dwutlenek węgla, tlenek węgla, wodę i gazowy wodór. Tlenek węgla można poddać dalszej reakcji w celu zmniejszenia toksycznych produktów ubocznych.
Ta metoda produkcji wodoru jest dokładnie taka sama jak szara, brązowa i czarna, odnosząca się do każdego wodoru wytworzonego z surowców paliw kopalnych. Jednak dwutlenek węgla wytwarzany w reakcji jest wychwytywany, aby uniknąć jego uwolnienia do atmosfery i zmniejszenia wpływu na skutki zmiany klimatu. Może być przechowywany głęboko pod ziemią (w nadziei, że ponownie stanie się paliwem kopalnym) lub ponownie wykorzystany do innych procesów przemysłowych.
Zielony wodór najczęściej odnosi się do procesu wytwarzania wodoru poprzez elektrolityczne rozszczepianie wody, w którym energia elektryczna jest pozyskiwana ze ściśle odnawialnej energii. Proces ten wykorzystuje energię elektryczną do rozkładu wody na gazowy wodór i tlen, wykorzystując procesy utleniania i redukcji.
Zielony wodór może również szerzej odnosić się do dowolnej odnawialnej formy produkcji wodoru, w tym zgazowania lub reformacji parowej biomasy i biopaliw, w przeciwieństwie do paliw kopalnych.
W obecnej sytuacji tylko około 4% produkowanego przemysłowo wodoru pochodzi z elektrolizy, a jeszcze mniejszy procent jest wytwarzany przez czysto odnawialne źródła energii elektrycznej. Dzieje się tak przede wszystkim dlatego, że rozszczepianie wody nie jest tanim procesem, ale ponieważ staje się coraz bardziej powszechne, koszt ten ma stać się porównywalny z gazem i ropą naftową.
Żółty wodór jest mniej specyficzną formą zielonego wodoru, ponieważ jest używany do opisania rozdzielania wody przez elektrolizę przy użyciu dowolnego źródła energii elektrycznej. Czasami jest używany do określenia elektrolizy zasilanej energią słoneczną, ale może również obejmować inne źródła energii elektrycznej, takie jak wiatr, energia wodna lub spalanie paliw kopalnych.
Znany również jako różowy lub czerwony wodór, jest to ponownie hydrolityczny proces tworzenia wodoru z rozszczepienia wody. Odnosi się to jednak konkretnie do energii elektrycznej, która jest wytwarzana w wyniku rozszczepienia jądrowego w elektrowniach jądrowych. Chociaż nie emituje gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla, istnieją inne oddziaływania na środowisko związane z odpadami nuklearnymi.
Podobnie jak szary wodór, ta metoda wykorzystuje gaz ziemny jako surowiec. Jednak zamiast reformacji parowej metan jest podgrzewany, dzięki czemu rozkłada się termicznie na gazowy wodór i stały węgiel (w przeciwieństwie do dwutlenku węgla). Jest to przyjazne dla środowiska pod względem emisji gazów cieplarnianych, jednak ilość energii potrzebnej do podgrzania metanu w stopniu umożliwiającym jego rozkład (nieco ponad 1000°C) nie jest bez znaczenia.
To jeden z mniej znanych kolorów wodoru, nawiązujący do rzadko występującego w przyrodzie wodoru geologicznego. Jest to zwykle wydobywane jako produkt uboczny rafinacji paliw kopalnych.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o różnych rodzajach chemikaliów lub o tym, jak zminimalizować ryzyko podczas pracy z chemikaliami, jesteśmy tutaj, aby Ci pomóc. Mamy narzędzia, które pomogą Ci w obowiązkowym raportowaniu, a także generowaniu SDS oraz oceny ryzyka. Posiadamy również bibliotekę seminaria obejmujące globalne przepisy bezpieczeństwa, szkolenia w zakresie oprogramowania, akredytowane kursy i wymagania dotyczące etykietowania. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z nami już dziś pod adresem sa***@ch**********.net.
Źródła:
