1. Métodos de producción:
* Reforma de metano de vapor (SMR): El método más común, SMR implica reaccionar gas natural (metano) con vapor a altas temperaturas (700-1000 ° C) y presiones (20-30 bar) en presencia de un catalizador de níquel. Esto produce una mezcla de hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono. El CO se convierte en CO2 a través de la reacción de cambio de gas de agua, y el CO2 restante se elimina para obtener hidrógeno puro.
* oxidación parcial (viruela): Este método utiliza oxígeno para oxidar parcialmente los hidrocarburos, produciendo hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono. Funciona a temperaturas y presiones más altas que SMR.
* Reforma autotérmica (ATR): Una combinación de SMR y POX, ATR utiliza vapor y oxígeno para la oxidación de hidrocarburos, logrando mayores rendimientos de hidrógeno y emisiones de CO más bajas.
* electrólisis: La electrólisis utiliza electricidad para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Este método está ganando popularidad debido a su potencial de producción de hidrógeno renovable utilizando energía solar o eólica.
* Gasificación: La gasificación convierte la biomasa, el carbón u otros materiales carbonosos en una mezcla de gas combustible (syngas) que contiene hidrógeno, CO y otros componentes. Este método ofrece una ruta para la producción de hidrógeno a partir de recursos renovables.
2. Purificación:
* Adsorción de oscilación de presión (PSA): Este método utiliza adsorbentes selectivos para eliminar impurezas como CO2, N2 e hidrocarburos del hidrógeno. El proceso implica presurizar la mezcla de gas, permitiendo que el adsorbente capture las impurezas y luego la despresurización libere el hidrógeno puro.
* Separación de membrana: Este método utiliza membranas semipermeables para separar el hidrógeno de otros gases. Las membranas permiten que pase el hidrógeno mientras conserva las impurezas.
* Separación criogénica: Este proceso implica enfriar la mezcla de hidrógeno a temperaturas muy bajas, lo que hace que las impurezas se licuen y se eliminen.
* Absorción química: Ciertos productos químicos, como las aminas, pueden absorber CO2 y otras impurezas del hidrógeno.
3. Almacenamiento y distribución:
* Almacenamiento de alta presión: El hidrógeno comprimido se puede almacenar en tanques a altas presiones (hasta 700 bar).
* Almacenamiento de hidrógeno líquido: El hidrógeno se puede licuar a -253 ° C para el almacenamiento y el transporte.
* hidruros metálicos: Ciertos metales pueden absorber hidrógeno, formando un hidruro de metal sólido. Esto permite un almacenamiento seguro y compacto.
* tuberías: El hidrógeno se puede transportar a través de tuberías, similar al gas natural.
4. Aplicaciones:
* Células de combustible: El hidrógeno se usa como combustible en celdas de combustible, produciendo electricidad con agua como el único subproducto.
* Procesos industriales: El hidrógeno se usa en varios procesos industriales, incluida la síntesis de amoníaco, la producción de metanol y la refinación de petróleo.
* Transporte: El hidrógeno se usa como combustible para vehículos, proporcionando una alternativa de emisión cero a los combustibles fósiles.
El proceso específico para la producción y purificación de hidrógeno depende de varios factores, como la materia prima, la pureza deseada y el costo. La investigación está en curso para mejorar la eficiencia, reducir los costos y desarrollar métodos de producción de hidrógeno renovables.
