1. Productiemethoden:

* Reformering van stoommethaan (SMR): De meest voorkomende methode, SMR omvat het reageren van aardgas (methaan) met stoom bij hoge temperaturen (700-1000 ° C) en drukken (20-30 bar) in aanwezigheid van een nikkelkatalysator. Dit produceert een mengsel van waterstof, koolmonoxide en koolstofdioxide. De CO wordt vervolgens omgezet in CO2 door de waterklep en de resterende CO2 wordt verwijderd om zuivere waterstof te verkrijgen.

* Gedeeltelijke oxidatie (POX): Deze methode gebruikt zuurstof om koolwaterstoffen gedeeltelijk te oxideren, wat waterstof, koolmonoxide en koolstofdioxide produceert. Het werkt bij hogere temperaturen en druk dan SMR.

* Autothermische hervorming (ATR): Een combinatie van SMR en POX, ATR maakt gebruik van zowel stoom als zuurstof voor koolwaterstofoxidatie, het bereiken van hogere waterstofopbrengsten en lagere CO -emissies.

* elektrolyse: Elektrolyse gebruikt elektriciteit om watermoleculen te splitsen in waterstof en zuurstof. Deze methode wint aan populariteit vanwege het potentieel voor hernieuwbare waterstofproductie met behulp van zonne- of windenergie.

* vergassing: Vergassing omzet biomassa, steenkool of andere koolstofhoudende materialen in een brandbaar gasmengsel (syngas) dat waterstof, CO en andere componenten bevat. Deze methode biedt een route voor waterstofproductie uit hernieuwbare bronnen.

2. Zuivering:

* Drukzwaaiadsorptie (PSA): Deze methode maakt gebruik van selectieve adsorbentia om onzuiverheden zoals CO2, N2 en koolwaterstoffen uit waterstof te verwijderen. Het proces omvat het onder druk zetten van het gasmengsel, waardoor de adsorbens onzuiverheden kan vastleggen en vervolgens de drukkende druk kan vastleggen om de zuivere waterstof af te geven.

* Membraanscheiding: Deze methode maakt gebruik van semi-permeabele membranen om waterstof van andere gassen te scheiden. Membranen laten waterstof doorgaan met behoud van onzuiverheden.

* Cryogene scheiding: Dit proces omvat het koelen van het waterstofmengsel tot zeer lage temperaturen, waardoor onzuiverheden vloeibaar worden gemaakt en worden verwijderd.

* chemische absorptie: Bepaalde chemicaliën, zoals amines, kunnen CO2 en andere onzuiverheden van waterstof absorberen.

3. Opslag en distributie:

* Hogedrukopslag: Gecomprimeerde waterstof kan worden opgeslagen in tanks bij hoge drukken (tot 700 bar).

* opslag van vloeibare waterstof: Waterstof kan vloeibaar worden gemaakt bij -253 ° C voor opslag en transport.

* metaalhydrides: Bepaalde metalen kunnen waterstof absorberen en een vast metaalhydride vormen. Dit zorgt voor veilige en compacte opslag.

* Pipelines: Waterstof kan worden getransporteerd door pijpleidingen, vergelijkbaar met aardgas.

4. Toepassingen:

* brandstofcellen: Waterstof wordt gebruikt als brandstof in brandstofcellen en produceert elektriciteit met water als het enige bijproduct.

* Industriële processen: Waterstof wordt gebruikt in verschillende industriële processen, waaronder ammoniaksynthese, methanolproductie en verfijning van aardolie.

* transport: Waterstof wordt gebruikt als brandstof voor voertuigen en biedt een nul-emissie-alternatief voor fossiele brandstoffen.

Het specifieke proces voor waterstofproductie en zuivering hangt af van verschillende factoren, zoals grondstof, gewenste zuiverheid en kosten. Onderzoek is aan de gang om de efficiëntie te verbeteren, de kosten te verlagen en methoden voor hernieuwbare waterstofproductie te ontwikkelen.