Produção de hidrogênio - Hydrogen production

A produção de hidrogênio é a família de métodos industriais para gerar gás hidrogênio . Em 2020, a maior parte do hidrogênio (∼95%) é produzida a partir de combustíveis fósseis por reforma a vapor do gás natural, oxidação parcial do metano e gaseificação do carvão . Outros métodos de produção de hidrogênio incluem gaseificação de biomassa, sem emissão de CO ₂ , pirólise de metano e eletrólise de água . Os últimos processos, a pirólise do metano e também a eletrólise da água, podem ser feitos diretamente com qualquer fonte de eletricidade, como a energia solar.

A produção de hidrogênio desempenha um papel fundamental em qualquer sociedade industrializada, uma vez que o hidrogênio é necessário para muitos processos químicos essenciais. Em 2020, cerca de 87 milhões de toneladas de hidrogênio foram produzidas em todo o mundo para diversos usos, como refino de petróleo, e na produção de amônia (por meio do processo Haber ) e metanol (por redução de monóxido de carbono ), e também como combustível no transporte . O mercado de geração de hidrogênio deveria ser avaliado em US $ 115,25 bilhões em 2017.

Métodos de produção de hidrogênio

Gaseificação

Existem quatro fontes principais para a produção comercial de hidrogênio: gás natural, petróleo, carvão e eletrólise; que respondem por 48%, 30%, 18% e 4% da produção mundial de hidrogênio, respectivamente. Os combustíveis fósseis são a fonte dominante de hidrogênio industrial. O dióxido de carbono pode ser separado do gás natural com uma eficiência de 70-85% para a produção de hidrogênio e de outros hidrocarbonetos com vários graus de eficiência. Especificamente, o hidrogênio a granel é geralmente produzido pela reforma a vapor do metano ou do gás natural.

Reforma a vapor (SMR)

A reforma a vapor é um processo de produção de hidrogênio a partir do gás natural. Este método é atualmente a fonte mais barata de hidrogênio industrial. O processo consiste em aquecer o gás entre 700–1100 ° C na presença de vapor e um catalisador de níquel. A reação endotérmica resultante quebra as moléculas de metano e forma monóxido de carbono CO e hidrogênio H ₂ . O monóxido de carbono pode, então, ser passado com vapor sobre o óxido de ferro ou outros óxidos e submetidos a uma reacção de deslocamento de gás de água para se obter mais quantidades de H ₂ . A desvantagem desse processo é que seus subprodutos são a maior liberação atmosférica de CO ₂ , CO e outros gases de efeito estufa. Dependendo da qualidade da matéria-prima (gás natural, gases ricos, nafta etc.), uma tonelada de hidrogênio produzida também produzirá de 9 a 12 toneladas de CO ₂ , um gás de efeito estufa que pode ser capturado.

Ilustrando entradas e saídas da reforma a vapor de gás natural, um processo para produzir hidrogênio e gás de efeito estufa CO2 que pode ser capturado com CCS

Para este processo, o vapor de alta temperatura (700–1100 ° C) (H ₂ O) reage com o metano (CH ₄ ) em uma reação endotérmica para produzir gás de síntese .

CH ₄ + H ₂ O → CO + 3 H ₂

Em um segundo estágio, hidrogênio adicional é gerado através da reação de deslocamento de gás de água exotérmica de temperatura mais baixa , realizada a cerca de 360 ​​° C:

CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂

Essencialmente, o átomo de oxigênio (O) é removido da água adicional (vapor) para oxidar CO em CO ₂ . Essa oxidação também fornece energia para manter a reação. O calor adicional necessário para conduzir o processo é geralmente fornecido pela queima de uma parte do metano.

Outros métodos de produção de combustíveis fósseis

Pirólise de metano

Ilustrando entradas e saídas da pirólise do metano, um processo eficiente de uma etapa para produzir hidrogênio e nenhum gás de efeito estufa

A pirólise do metano é um processo de produção de hidrogênio a partir do gás natural. A separação do hidrogênio ocorre em uma etapa via fluxo através de um catalisador de metal fundido em uma "coluna de bolha". É uma abordagem "sem gases de efeito estufa" para a produção de hidrogênio potencialmente de baixo custo que está sendo medida por sua capacidade de expansão e para operação em escala. O processo é conduzido em temperaturas mais altas (1065 ° C ou 1950 ° F).

CH
₄(g) → C (s) + 2 H
₂(g) ΔH ° = 74 kJ / mol

O carbono sólido de qualidade industrial pode então ser vendido como matéria-prima de manufatura ou em aterro, não é lançado na atmosfera e não polui os lençóis freáticos em aterros.

Oxidação parcial

A produção de hidrogênio a partir do gás natural ou de outros hidrocarbonetos é obtida por oxidação parcial. Uma mistura combustível-ar ou combustível-oxigênio é parcialmente queimada, resultando em um gás de síntese rico em hidrogênio . O hidrogênio e o monóxido de carbono são obtidos por meio da reação de deslocamento água-gás. O dióxido de carbono pode ser co-alimentado para diminuir a proporção de hidrogênio para monóxido de carbono.

A reação de oxidação parcial ocorre quando uma mistura ar-combustível subestequiométrica ou oxigênio-combustível é parcialmente queimada em um reformador ou reator de oxidação parcial. É feita uma distinção entre oxidação parcial térmica (TPOX) e oxidação parcial catalítica (CPOX). A reação química assume a forma geral:

C _n H _m + ⁿ / ₂ O ₂ → n CO + ^m / ₂ H ₂

Os exemplos idealizados para óleo de aquecimento e carvão, assumindo as composições C ₁₂ H ₂₄ e C ₂₄ H ₁₂ , respectivamente, são os seguintes:

C ₁₂ H ₂₄ + 6 O ₂ → 12 CO + 12 H ₂

C ₂₄ H ₁₂ + 12 O ₂ → 24 CO + 6 H ₂

Reforma de plasma

O processo Kværner ou processo de negro de fumo e hidrogênio Kvaerner (CB&H) é um método de reforma por plasma, desenvolvido na década de 1980 por uma empresa norueguesa de mesmo nome, para a produção de hidrogênio e negro de fumo a partir de hidrocarbonetos líquidos (C _n H _m ) . Da energia disponível na alimentação, aproximadamente 48% está contida no hidrogênio, 40% está contida no carvão ativado e 10% no vapor superaquecido. O CO ₂ não é produzido no processo.

Uma variação desse processo é apresentada em 2009 usando a tecnologia de descarte de resíduos de arco de plasma para a produção de hidrogênio, calor e carbono a partir de metano e gás natural em um conversor de plasma

De carvão

Para a produção de hidrogênio a partir do carvão , é usada a gaseificação do carvão . O processo de gaseificação do carvão usa vapor e oxigênio para quebrar as ligações moleculares do carvão e formar uma mistura gasosa de hidrogênio e monóxido de carbono. O dióxido de carbono e outros poluentes podem ser removidos mais facilmente do gás obtido da gaseificação do carvão do que da combustão do carvão. Outro método de conversão é a carbonização do carvão em baixa e alta temperatura .

O gás de coqueria feito da pirólise (aquecimento sem oxigênio) do carvão tem cerca de 60% de hidrogênio, sendo o restante CH4, CO, CO2, NH3, N2 e H2S. O hidrogênio pode ser separado de outras impurezas pelo processo de adsorção por oscilação de pressão. As empresas siderúrgicas japonesas realizaram a produção de hidrogênio por isso.

De coque de petróleo

O coque de petróleo também pode ser convertido em gás de síntese rico em hidrogênio por meio da gaseificação do carvão. O gás de síntese produzido consiste principalmente de hidrogênio, monóxido de carbono e H ₂ S do enxofre na alimentação de coque. A gaseificação é uma opção para a produção de hidrogênio a partir de quase qualquer fonte de carbono.

Da água

Os métodos para produzir hidrogênio sem o uso de combustíveis fósseis envolvem o processo de divisão da água , ou divisão da molécula de água H ₂ O em seus componentes oxigênio e hidrogênio. Quando a fonte de energia para a divisão da água é renovável ou com baixo teor de carbono, o hidrogênio produzido às vezes é chamado de hidrogênio verde . A conversão pode ser realizada de várias maneiras, mas todos os métodos são geralmente mais caros do que os métodos de produção baseados em combustível fóssil.

Eletrólise

Ilustrando entradas e saídas de eletrólise de água, para produção de Hidrogênio e nenhum gás de efeito estufa

Cerca de 8 GW de capacidade de eletrólise estão instalados em todo o mundo em 2020, representando cerca de 4% da produção global de hidrogênio.

A eletrólise consiste em usar eletricidade para dividir a água em hidrogênio e oxigênio. A eletrólise da água é 70–80% eficiente (uma perda de conversão de 20–30%) enquanto a reforma a vapor do gás natural tem uma eficiência térmica entre 70–85%. A eficiência elétrica da eletrólise deve chegar a 82-86% antes de 2030, ao mesmo tempo que mantém a durabilidade à medida que o progresso nesta área continua em ritmo acelerado.

A eletrólise da água pode operar entre 50–80 ° C, enquanto a reforma do metano a vapor requer temperaturas entre 700–1100 ° C. A diferença entre os dois métodos é a energia primária usada; ou eletricidade (para eletrólise) ou gás natural (para reforma do metano a vapor). Devido ao uso da água, um recurso prontamente disponível, a eletrólise e métodos semelhantes de separação da água têm atraído o interesse da comunidade científica. Com o objetivo de reduzir o custo de produção de hidrogênio, fontes renováveis ​​de energia têm sido direcionadas para permitir a eletrólise.

Existem três tipos principais de células, células eletrolisadoras de óxido sólido (SOECs), células de membrana de eletrólitos poliméricos (PEM) e células de eletrólise alcalina (AECs). Tradicionalmente, os eletrolisadores alcalinos são mais baratos em termos de investimento (geralmente usam catalisadores de níquel), mas menos eficientes; Os eletrolisadores PEM, por outro lado, são mais caros (eles geralmente usam catalisadores de metal do grupo da platina caros ), mas são mais eficientes e podem operar em densidades de corrente mais altas e, portanto, podem ser possivelmente mais baratos se a produção de hidrogênio for grande o suficiente.

SOECs operam em altas temperaturas, normalmente em torno de 800 ° C. Nessas altas temperaturas, uma quantidade significativa da energia necessária pode ser fornecida como energia térmica (calor) e, como tal, é denominada eletrólise de alta temperatura . A energia térmica pode ser fornecida a partir de várias fontes diferentes, incluindo calor industrial residual, centrais nucleares ou centrais térmicas solares concentradas. Isso tem o potencial de reduzir o custo geral do hidrogênio produzido, reduzindo a quantidade de energia elétrica necessária para a eletrólise. As células de eletrólise PEM normalmente operam abaixo de 100 ° C. Essas células têm a vantagem de serem comparativamente simples e podem ser projetadas para aceitar entradas de tensão amplamente variadas, o que as torna ideais para uso com fontes renováveis ​​de energia, como a energia solar fotovoltaica. Os AECs operam de maneira ideal em altas concentrações de eletrólito (KOH ou carbonato de potássio) e em altas temperaturas, geralmente perto de 200 ° C.

Produção industrial e eficiência

A eficiência dos modernos geradores de hidrogênio é medida pela energia consumida por volume padrão de hidrogênio (MJ / m ³ ), assumindo temperatura e pressão padrão do H ₂ . Quanto menor a energia utilizada por um gerador, maior será sua eficiência; um eletrolisador 100% eficiente consumiria 39,4 quilowatts-hora por quilograma (142 MJ / kg) de hidrogênio, 12.749 joules por litro (12,75 MJ / m ³ ). A eletrólise prática normalmente usa um eletrolisador rotativo, onde a força centrífuga ajuda a separar as bolhas de gás da água. Esse eletrolisador a 15 bar de pressão pode consumir 50 quilowatts-hora por quilograma (180 MJ / kg) e mais 15 quilowatts-hora (54 MJ) se o hidrogênio for comprimido para uso em carros movidos a hidrogênio.

A eletrólise alcalina convencional tem uma eficiência de cerca de 70%, porém eletrolisadores avançados de água alcalina com eficiência de até 82% estão disponíveis. Levando em consideração o uso do valor de calor mais alto (porque a ineficiência por meio do calor pode ser redirecionada de volta ao sistema para criar o vapor exigido pelo catalisador), as eficiências de trabalho médias para eletrólise PEM estão em torno de 80%, ou 82% usando o alcalino mais moderno eletrolisadores.

Espera-se que a eficiência do PEM aumente para aproximadamente 86% antes de 2030. A eficiência teórica para eletrolisadores PEM está prevista para até 94%.

H ₂ custo de produção ($ -gge untaxed) em diferentes preços de gás natural

Em 2020, o custo do hidrogênio por eletrólise era de cerca de US $ 3-8 / kg. Considerando a produção industrial de hidrogênio, e utilizando os melhores processos atuais para eletrólise de água (PEM ou eletrólise alcalina) que têm uma eficiência elétrica efetiva de 70-82%, produzindo 1 kg de hidrogênio (que tem uma energia específica de 143 MJ / kg ou cerca de 40 kWh / kg) requer 50–55 kWh de eletricidade. A um custo de eletricidade de $ 0,06 / kWh, conforme estabelecido nas metas de produção de hidrogênio do Departamento de Energia para 2015, o custo do hidrogênio é de $ 3 / kg. O preço-alvo do DOE dos EUA para o hidrogênio em 2020 é de $ 2,30 / kg, exigindo um custo de eletricidade de $ 0,037 / kWh, que é alcançável devido às recentes licitações PPA para energia eólica e solar em muitas regiões. O relatório da IRENA.ORG é um extenso relatório factual da atual produção industrial de hidrogênio, que consome cerca de 53 a 70 kwh por kg, podendo cair para cerca de 45 kwh / kg H2. A energia termodinâmica necessária para o hidrogênio por eletrólise se traduz em 33 kwh / kg, que é maior do que a reforma a vapor com captura de carbono e maior do que a pirólise do metano. Uma das vantagens da eletrólise sobre o hidrogênio da reforma do metano a vapor (SMR) é que o hidrogênio pode ser produzido no local, o que significa que o processo caro de entrega por caminhão ou duto é evitado.

A reforma do metano a vapor está entre US $ 1–3 / kg em média. Isso torna a produção de hidrogênio por eletrólise com custo competitivo em muitas regiões, conforme descrito por Nel Hydrogen e outros, incluindo um artigo da IEA examinando as condições que poderiam levar a uma vantagem competitiva para a eletrólise.

Eletrólise quimicamente assistida

Além de reduzir a tensão necessária para a eletrólise por meio do aumento da temperatura da célula de eletrólise, também é possível consumir eletroquimicamente o oxigênio produzido em um eletrolisador pela introdução de um combustível (como carbono / carvão, metanol , etanol , ácido fórmico , glicerol, etc.) no lado do oxigênio do reator. Isso reduz a energia elétrica necessária e tem o potencial de reduzir o custo do hidrogênio para menos de 40 ~ 60% com a energia restante fornecida dessa maneira. Além disso, a eletrólise de água assistida por carbono / hidrocarboneto (CAWE) tem o potencial de oferecer um método menos intensivo de energia e mais limpo de usar energia química em várias fontes de carbono, como carvões de baixo e alto teor de enxofre, biomassa, álcoois e metano ( Gás Natural), onde o CO 2 puro produzido pode ser facilmente sequestrado sem a necessidade de separação.

Radiólise

A radiação nuclear pode quebrar as ligações da água por meio da radiólise . Na mina de ouro Mponeng , África do Sul , os pesquisadores encontraram bactérias em uma zona de alta radiação que ocorre naturalmente. A comunidade bacteriana, que era dominada por um novo filótipo de Desulfotomaculum , alimentava-se de hidrogênio produzido principalmente radioliticamente .

Termólise

A água se dissocia espontaneamente em torno de 2500 ° C, mas essa termólise ocorre em temperaturas muito altas para a tubulação de processo e equipamentos usuais, resultando em um potencial de comercialização bastante baixo.

Ciclo termoquímico

Os ciclos termoquímicos combinam apenas fontes de calor ( termo ) com reações químicas para dividir a água em seus componentes de hidrogênio e oxigênio . O termo ciclo é usado porque, além da água, hidrogênio e oxigênio, os compostos químicos usados ​​nesses processos são reciclados continuamente. Se a eletricidade é parcialmente usada como uma entrada, o ciclo termoquímico resultante é definido como híbrido .

O ciclo de enxofre-iodo ( ciclo SI) é um processo do ciclo termoquímico que gera hidrogênio a partir da água com uma eficiência de aproximadamente 50%. O enxofre e o iodo usados ​​no processo são recuperados e reaproveitados, não sendo consumidos no processo. O ciclo pode ser realizado com qualquer fonte de temperaturas muito elevadas, cerca de 950 ° C, como por sistemas de concentração de energia solar (CSP) e é considerado bem adequado para a produção de hidrogênio por reatores nucleares de alta temperatura , e como tal , está sendo estudado no reator de teste de engenharia de alta temperatura no Japão. Existem outros ciclos híbridos que usam altas temperaturas e alguma eletricidade, como o ciclo Cobre-cloro , é classificado como um ciclo termoquímico híbrido porque usa uma reação eletroquímica em uma das etapas da reação, opera a 530 ° C e tem uma eficiência de 43 por cento.

Método do ferrossilício

O ferrossilício é usado pelos militares para produzir rapidamente hidrogênio para balões . A reação química usa hidróxido de sódio , ferrossilício e água. O gerador é pequeno o suficiente para caber um caminhão e requer apenas uma pequena quantidade de energia elétrica, os materiais são estáveis ​​e não são combustíveis e não geram hidrogênio até serem misturados. O método está em uso desde a Primeira Guerra Mundial . Um vaso de pressão de aço pesado é preenchido com hidróxido de sódio e ferrossilício, fechado e uma quantidade controlada de água é adicionada; a dissolução do hidróxido aquece a mistura até cerca de 93 ° C e inicia a reação; silicato de sódio , hidrogênio e vapor são produzidos.

Rachadura fotobiológica da água

Um biorreator de algas para produção de hidrogênio.

O hidrogênio biológico pode ser produzido em um biorreator de algas . No final da década de 1990, descobriu-se que, se as algas fossem privadas de enxofre, ela passaria da produção de oxigênio , ou seja, a fotossíntese normal , para a produção de hidrogênio. Parece que a produção agora é economicamente viável ao ultrapassar a barreira da eficiência energética de 7 a 10 por cento (a conversão da luz solar em hidrogênio). com uma taxa de produção de hidrogênio de 10–12 ml por litro de cultura por hora.

Divisão fotocatalítica de água

A conversão da energia solar em hidrogênio por meio do processo de separação da água é uma das formas mais interessantes de se obter sistemas de energia limpa e renovável . No entanto, se este processo for auxiliado por fotocatalisadores suspensos diretamente na água em vez de usar fotovoltaico e um sistema eletrolítico, a reação é em apenas uma etapa, ela pode se tornar mais eficiente.

Rotas de biohidrogênio

A biomassa e os fluxos de resíduos podem, em princípio, ser convertidos em biohidrogênio com gaseificação de biomassa , reforma por vapor ou conversão biológica como eletrólise biocatalisada ou produção de hidrogênio fermentativo.

Entre os métodos de produção de hidrogênio, como reforma de metano a vapor, craqueamento térmico, gaseificação e pirólise de carvão e biomassa, eletrólise e fotólise, os biológicos são mais ecológicos e menos intensivos em energia. Além disso, uma grande variedade de resíduos e materiais de baixo valor, como biomassa agrícola, como fontes renováveis, podem ser utilizados para produzir hidrogênio por meio de vias bioquímicas. No entanto, atualmente o hidrogênio é produzido principalmente a partir de combustíveis fósseis, em particular do gás natural, que são fontes não renováveis. O hidrogênio não é apenas o combustível mais limpo, mas também amplamente utilizado em uma série de indústrias, especialmente de fertilizantes, petroquímica e alimentícia. Isso torna lógico investigar fontes alternativas para a produção de hidrogênio. As principais tecnologias bioquímicas para a produção de hidrogênio são os processos de escuro e fotfermentação. Na fermentação escura, os carboidratos são convertidos em hidrogênio por microorganismos fermentativos, incluindo bactérias anaeróbias estritas e anaeróbias facultativas. Um máximo teórico de 4 mol H ₂ / mol de glicose pode ser produzido e, além do hidrogênio, os açúcares são convertidos em ácidos graxos voláteis (AGVs) e álcoois como subprodutos durante esse processo. Bactérias foto fermentativas são capazes de gerar hidrogênio a partir de AGVs. Portanto, os metabólitos formados na fermentação escura podem ser usados ​​como matéria-prima na fotfermentação para aumentar o rendimento geral de hidrogênio.

Produção de hidrogênio fermentativo

O biohidrogênio pode ser produzido em biorreatores. O processo envolve bactérias consumindo hidrocarbonetos e produzindo hidrogênio e CO ₂ . O CO ₂ e o hidrogênio podem ser separados.

A produção de hidrogênio fermentativo é a conversão fermentativa de substrato orgânico em biohidrogênio manifestado por um grupo diverso de bactérias usando sistemas multi- enzima envolvendo três etapas semelhantes à conversão anaeróbica . As reações de fermentação escura não requerem energia luminosa, portanto, são capazes de produzir constantemente hidrogênio a partir de compostos orgânicos ao longo do dia e da noite. A fotofermentação difere da fermentação escura porque só ocorre na presença de luz . Por exemplo, a foto-fermentação com Rhodobacter sphaeroides SH2C pode ser empregada para converter pequenos ácidos graxos moleculares em hidrogênio.

A produção de hidrogênio fermentativo pode ser feita por meio de biofotólise direta por algas verdes, biofotólise indireta por cianobactérias, foto-fermentação por bactérias fotossintéticas anaeróbias e fermentação escura por bactérias fermentativas anaeróbias. Por exemplo, estudos sobre a produção de hidrogênio usando H. salinarium , uma bactéria anaeróbia fotossintética, acoplada a um doador de hidrogenase como E. coli , são relatados na literatura. Enterobacter aerogenes é outro produtor de hidrogênio.

Geração de hidrogênio enzimático

Diversas vias enzimáticas foram projetadas para gerar hidrogênio a partir de açúcares.

Eletrólise biocatalisada

Uma célula de eletrólise microbiana

Além da fermentação escura, a eletrohidrogênese (eletrólise usando micróbios) é outra possibilidade. Usando células de combustível microbianas , águas residuais ou plantas podem ser usadas para gerar energia. A eletrólise biocatalisada não deve ser confundida com a produção de hidrogênio biológico , pois esta última utiliza apenas algas e com esta, a própria alga gera o hidrogênio instantaneamente, onde com a eletrólise biocatalisada, isso acontece após passar pela célula a combustível microbiana e por uma variedade de plantas aquáticas pode ser usado. Estes incluem capim-doce , capim- cordão, arroz, tomate, tremoço e algas.

Pó à base de alumínio nanogalvânico desenvolvido pelo Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA

Pó de liga de alumínio nanogalvânico

Um pó de liga de alumínio inventado pelo Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA em 2017 mostrou ser capaz de produzir gás hidrogênio em contato com água ou qualquer líquido contendo água devido à sua microestrutura galvânica em nanoescala única. Ele gera hidrogênio a 100% do rendimento teórico, sem a necessidade de catalisadores, produtos químicos ou energia fornecida externamente.

Impacto ambiental

Em 2020, a maior parte do hidrogênio é produzida a partir de combustíveis fósseis, resultando em emissões de carbono. Isso é frequentemente referido como hidrogênio cinza quando as emissões são liberadas para a atmosfera e hidrogênio azul quando as emissões são capturadas por meio da captura e armazenamento de carbono (CCS). Estima-se que o hidrogênio azul tenha uma pegada de gás de efeito estufa 20% maior do que a queima de gás ou carvão para aquecimento e 60% maior quando comparado à queima de diesel para aquecimento.

O hidrogênio produzido usando a mais nova tecnologia não poluente, a pirólise do metano, costuma ser chamada de hidrogênio turquesa . O hidrogênio de alta qualidade é produzido diretamente do gás natural e o carbono sólido não poluente associado não é liberado na atmosfera e pode ser vendido para uso industrial ou armazenado em aterro.

O hidrogênio produzido a partir de fontes de energia renováveis costuma ser chamado de hidrogênio verde . Existem duas maneiras práticas de produzir hidrogênio a partir de fontes de energia renováveis. Uma é usar energia para gás , em que a energia elétrica é usada para produzir hidrogênio a partir da eletrólise, e a outra é usar gás de aterro para produzir hidrogênio em um reformador de vapor. O combustível hidrogênio, quando produzido por fontes renováveis ​​de energia como a energia eólica ou solar, é um combustível renovável .

Os custos de produção estimados são de $ 1-1,80 / kg para hidrogênio cinza e azul e $ 2,50-6,80 para hidrogênio verde.

Uso de hidrogênio

O hidrogênio é usado para a conversão de frações pesadas do petróleo em outras mais leves por meio do hidrocraqueamento . Ele também é usado em outros processos, incluindo o processo de aromatização , hidrodessulfurização e a produção de amônia por meio do processo Haber , o principal método industrial para a produção de fertilizante de nitrogênio sintético para o cultivo de 47% dos alimentos em todo o mundo.

O hidrogênio pode ser usado em células de combustível para geração de eletricidade local ou potencialmente como combustível de transporte.

O hidrogênio é produzido como um subproduto da produção industrial de cloro por eletrólise . Embora exija tecnologias caras, o hidrogênio pode ser resfriado, comprimido e purificado para uso em outros processos no local ou vendido a um cliente por meio de dutos, cilindros ou caminhões. A descoberta e o desenvolvimento de métodos menos caros de produção de hidrogênio a granel são relevantes para o estabelecimento de uma economia de hidrogênio .

Veja também

Referências

links externos

• US DOE 2012 - Progresso técnico na produção de hidrogênio
• Artigo US NREL sobre produção de hidrogênio
• Komatsu, Teruyuki; Wang, Rong-Min; Zunszain, Patricia A .; Curry, Stephen; Tsuchida, Eishun (2006). "Redução fotossensibilizada de água para hidrogênio usando albumina de soro humano complexada com zinco-protoporfirina IX". Journal of the American Chemical Society . 128 (50): 16297–301. doi : 10.1021 / ja0656806 . PMID  17165784 . Resumo de leigos - Imperial College London (1 de dezembro de 2006). 1

Leitura adicional

• Francesco Calise et al. editores (2019). Produção Solar de Hidrogênio . Academic Press. ISBN 978-0-12-814853-2.