معلومة

إنتاج الهيدروجين من الميثان

إنتاج الهيدروجين من الميثان


إنتاج الهيدروجين ، مع عدد متزايد من التقنيات التي تم تجربتها وتم العثور عليها لتكون قادرًا على إنشاء بديل للأكثر كلاسيكية وغير صديقة للبيئة. هناك إنتاج الهيدروجين من الميثان إنها تحظى بشعبية متزايدة حتى لو لم يكن من الممكن تعريفها على أنها تقنية منتشرة. نبدأ في التعرف عليه واستكشاف السياق الذي يناسبه ، وعلى استعداد لمعرفة نجاحاته المستقبلية.

حتى الآن علينا أن نعترف أنه في معظم الحالات ، فإن إنتاج الهيدروجين تبدأ من الهيدروكربونات والوقود الأحفوري ، من خلال عملية كيميائية. في الواقع ، يمكن أيضًا الحصول عليها من الماء من خلال الإنتاج العضوي في طحالب المفاعل الحيوي ، أو مع عمليات مثل التحليل الكهربائي أو التحلل الحراري.

اليوم ، هذه الأساليب ليست فعالة بعد مثل تلك التي ترى الهيدروكربونات كأبطال ولكن التطورات سريعة ومثيرة للاهتمام ، فهي تتطلب الأموال ، وكذلك المعرفة والوقت ، ولكن ما يسمى عادة اقتصاد الهيدروجين سيوفر لنا بعض المفاجآت الخضراء للغاية.

إنتاج الهيدروجين من الميثان (إصلاح بخار الميثان)

عندما يتعلق الأمر ب إصلاح البخار نعني العملية التي تؤدي ، خاصة في المجال الصناعي ، إلى إنتاج الغاز التخليقي. بشكل عام نبدأ من الهيدروكربونات ولكن بما أننا نتحدث عنها إصلاح الميثان بالبخار، من الواضح أننا يجب أن نشير فقط إلى الميثان ، بطل التفاعل مع بخار الماء.

يمكننا اعتباره مقسمًا إلى مرحلتين ، ونجده في تخليق الميثانول ، ويحدث بطريقة مماثلة أيضًا للأمونيا. المرحلة الأولى تسمى أيضًا الإصلاح الأولي، ماص للحرارة ، يحدث عند درجة حرارة عالية: 700 درجة مئوية هي التي تفضل هذا التفاعل. في الجزء الثاني ، ويسمى أيضًا إصلاح ثانوي، نعم خليط الغاز الذي تم الحصول عليه والذي يحتوي على بقايا الميثان (CH4) ، أول أكسيد الكربون (CO) والماء (H2O) والهيدروجين (H2) ، والتي تصبح بطل الرواية في مرحلة ما بعد الاحتراق. يحدث مع استخدام الهواء ويسمح بالحصول على تركيز أعلى من أول أكسيد الكربون والهيدروجين وتركيز أقل من الميثان المتبقي.

وليس من قبيل المصادفة أنه يتحدث عن الهواء وليس الأكسجين النقي (O2) في هذا الوضع إنتاج الهيدروجين من الميثان: نظرًا لأنه تفاعل طارد للحرارة ، مع الأكسجين النقي فإنه قد يصل إلى درجات حرارة عالية جدًا ، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا أنه يبدأ من حوالي 900 درجة مئوية ، ومن تركيز ميثان غير مرتفع للغاية. أثناء ال إنتاج الهيدروجين من الميثان يستخدم النيكل المدعوم كمحفز.

إنتاج الهيدروجين من الميثان: التكاليف

اليوم هذه العملية ليس لها تكاليف تنافسية ، وهي أرخص تكلفة إنتاج الهيدروجينينطوي على استخدام النفط أو أنواع الوقود الأحفوري الأخرى. يأتي كل الهيدروجين تقريبًا من الوقود الأحفوري ، بضع نقاط مئوية بدلاً من ذلك من التحليل الكهربائي للماء، تبقى الأساليب المتبقية وهي موضوع دراسات ولكن يجب علينا أيضًا أن نقطع شوطًا طويلاً لتقليل التكاليف وفي بعض الحالات تحسين إنتاج الهيدروجين على مراحل.

مشابهه ل إنتاج الهيدروجين من الميثان، هناك واحد متعلق بـ تخليق الأمونيا، والمعروفة أيضًا باسم عملية هابر بوش ، في هذه الحالة نبدأ من الغاز الطبيعي ، بكفاءة تقريبية تبلغ 80٪.

إنتاج الهيدروجين أو إعادة التشكيل بالبخار

من الميثان أم لا ، فإن بدء إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي أو "إعادة التشكيل بالبخار"، يتطلب تفاعل يظهر فيه بخار الماء ويحدث عند درجة حرارة يمكن أن تختلف في حالة الغاز في الغاز ، من 700 إلى 1100 درجة مئوية. بهذه الطريقة يحصل المرء خليط يتكون أساسًا من أول أكسيد الكربون والهيدروجين ، يسمى غاز التخليط ، شريطة توفير الحرارة اللازمة لتفعيل التفاعل. يتم الحصول عليها بالحرق جزء من الميثان أو الهيدروكربونات الأخرى ، تتفاوت النسب التي يتم بها دمج المواد المختلفة في غاز Syngas الذي تم الحصول عليه.

إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي

ذكرنا الالتحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين، وهي عملية تمكنت من تزويدنا بحوالي 3٪ من الهيدروجين المستخدم اليوم. إذا كنا لا نعرف كيف تهيمن العمليات التي تستغل الوقود الأحفوري ، مع ما يترتب على ذلك انبعاث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، هذا حوالي 3٪ قد يبدو قليلاً بالنسبة لنا. بدلاً من ذلك ، إنها النسبة المئوية التي تجعل التحليل الكهربائي العملية الوحيدة التي لها بعض الأهمية العملية والمستقبل القريب الذي يمكن أن يجعلنا نبتسم.

لكي يحدث التحليل الكهربائي ، يلزم توفير الكهرباء ، وهو ضروري لتفكيك المياه إلى عنصريها H و O ولا يلزم وجود منتجات أحفورية. لهذا نتحدث كثيرا و كثيرا يركز على "اقتصاد الهيدروجين" ، على أمل أن يأتي الوقت قريبًا عندما يتم إنتاج الهيدروجين بدءا من مصادر متجددة.

دائمًا ما يكون لدينا آمال ونؤمن بأولئك الذين يجرون أبحاثًا حول التحليل الكهربائي ، فنحن نأخذ في الاعتبار حقيقة أنه إذا تم تنفيذه باستخدام محلل كهربائي أنوديك ، فإنه يوفر أيضًا "المنتجات الثانوية "التي لها قيمة تجارية في قطاع مستحضرات التجميل هـ في صناعة النسيج ، وكذلك في صناعة الأغذية وإنتاج المواد البلاستيكية القابلة للتحلل.

إنتاج الهيدروجين من الماء

هناك إنتاج الهيدروجين من الماء، المعروف أيضًا باسم التحليل الكهربائي للماء ، بسيط للغاية ويتطلب تيار جهد منخفض. يعبر الماء ويشكل الأكسجين الغازي عند القطب الموجب والهيدروجين الغازي عند الكاثود ، وعادة ما يكون الأخير مصنوعًا من البلاتين أو غيره معدن خامل. ومع ذلك ، من الضروري أن يكون كل من الأقطاب الكهربائية والأنود والكاثود من معدن خامل ، في حالة وجوب استهلاك الهيدروجين المنتج "في الموقع" ، لأن وجود الأكسجين سيصبح ضروريًا بحيث يكون هناك احتراق وكلاهما أقطاب كهربائية.

إذا تم استخدام الحديد أو معدن آخر غير خامل ، فسوف يتأكسد مع انخفاض كمية الأكسجين التي تتطور). كفاءة، الحد الأقصى النظري ، من التحليل الكهربائي من الماء، حوالي 80-94٪.

إنتاج الهيدروجين في المنزل

بينما ننتظر قراءة تجاوز الأساليب الخضراء في إنتاج الهيدروجين ، في طريقتنا الصغيرة يمكننا أن نكرس أنفسنا لأساليب `` افعلها بنفسك '' بدءًا من الماء واستغلال التفاعلات الكيميائية التي نقوم فيها بتمزيق ذرتي الهيدروجين من جزيء الماء. دعونا نشمر عن سواعدنا ونقرأ كيفية المضي قدمًا في المقال "كيفية إنتاج الهيدروجين من الماء”.

إذا أعجبك هذا المقال ، فاستمر في متابعتي أيضًا على Twitter و Facebook و Google+ و Instagram

المقالات ذات الصلة التي قد تهمك:

  • محفز السيارة ومحفز الدراجات النارية
  • الإنتاج البيولوجي للهيدروجين


فيديو: استخراج الغاز من الماء في ريف حمص الشمالي (سبتمبر 2021).