Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waar komt waterstofgas vandaan?

Waterstofgas (H2) komt uit verschillende bronnen, zowel natuurlijk als door de mens gemaakt. Hier is een uitsplitsing:

Natuurlijke bronnen:

* Geologische bronnen: Waterstof kan van nature gevangen worden gevonden in de korst van de aarde, vaak geassocieerd met aardgasafzettingen. Dit staat bekend als "geologische waterstof".

* Biogene bronnen: Bepaalde soorten bacteriën produceren waterstof als een bijproduct van hun metabolisme, een proces dat "biogene waterstofproductie" wordt genoemd. Dit gebeurt in omgevingen zoals moerassen, wetlands en stortplaatsen.

* Solar Wind: De zon geeft een constante stroom waterstofionen (protonen) vrij die de zonnewind wordt genoemd, die interageert met de atmosfeer van de aarde. Dit proces is een kleine waterstofbron.

door de mens gemaakte bronnen:

* Reformering van stoommethaan (SMR): Dit is de meest voorkomende methode om commercieel waterstof te produceren. Het omvat het reageren van aardgas (methaan) met stoom bij hoge temperaturen om waterstof- en koolstofdioxide te produceren.

* elektrolyse: Het passeren van een elektrische stroom door water (H2O) scheidt de waterstof- en zuurstofatomen, waardoor waterstofgas ontstaat. Dit is een veelbelovende methode voor het produceren van schone waterstof met behulp van hernieuwbare energiebronnen.

* vergassing: Biomassa (zoals hout of agrarisch afval) omzetten in waterstofgas door een proces vergelijkbaar met SMR.

* Gedeeltelijke oxidatie: Het verbranden van een koolwaterstofbrandstof met beperkte zuurstof om waterstof- en koolmonoxide te produceren.

* Thermische ontleding: Koolwaterstoffen afbreken door verwarming om waterstof en koolstof te produceren.

Het belang van waterstofproductie:

Waterstof wordt beschouwd als een veelbelovende schone energiedrager vanwege de hoge energiedichtheid en het vermogen om uit verschillende bronnen te worden geproduceerd. Het kan direct worden gebruikt als brandstof in brandstofcellen of indirect als een grondstof voor het produceren van ammoniak, methanol en andere chemicaliën.

De uitdagingen:

* kosten: Het produceren van waterstof blijft economisch een uitdaging.

* Milieu -impact: Hoewel waterstof zelf schone brandend is, kunnen de methoden voor het produceren ervan worden geassocieerd met koolstofemissies.

* opslag en transport: Het opslaan en transport van waterstof veilig en efficiënt blijft een technische hindernis.

De toekomst van waterstof:

Onderzoek en ontwikkeling zijn aan de gang om de productie-, opslag- en transporttechnologieën van de waterstof te verbeteren. De toekomst van waterstof hangt af van het aanpakken van de uitdagingen en het bereiken van grootschalige productie op een kosteneffectief en ecologisch duurzaam niveau.