O hidrogênio é isolado usando uma variedade de métodos, dependendo da fonte e da pureza desejada:
1. Reforma a vapor de gás natural: *
Método mais comum: O gás natural (principalmente o metano) é reagido com vapor a altas temperaturas (700-1000 ° C) e pressões na presença de um catalisador de níquel.
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Reação: Ch₄ + h₂o → co + 3h₂
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Processamento adicional: O monóxido de carbono produzido é então convertido em dióxido de carbono pela reação de mudança de água, resultando em mais hidrogênio.
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Prós: Matéria -prima abundante e relativamente barata de gás natural.
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contras: Emite dióxido de carbono, um gás de efeito estufa.
2. Eletrólise da água: * Método renovável: A água é dividida em hidrogênio e oxigênio usando eletricidade.
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Reação: 2H₂O → 2H₂ + O₂
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Prós: Produz hidrogênio puro e pode ser alimentado por fontes de energia renovável.
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contras: Processo intensivo em energia, exigindo uma quantidade significativa de eletricidade.
3. Oxidação parcial de hidrocarbonetos: *
semelhante à reforma a vapor: Os hidrocarbonetos (como nafta ou propano) são reagidos com oxigênio a altas temperaturas, produzindo hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono.
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Prós: Utiliza uma gama mais ampla de matérias -primas de hidrocarbonetos.
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contras: Produz dióxido de carbono e requer mais etapas de purificação.
4. Gaseificação do carvão: *
Método tradicional: O carvão é reagido com vapor e oxigênio a altas temperaturas, produzindo uma mistura de gases, incluindo hidrogênio.
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Prós: Utiliza carvão, um recurso prontamente disponível.
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contras: Produz quantidades significativas de dióxido de carbono e requer etapas complexas de purificação.
5. Gaseificação de biomassa: * Método renovável: A biomassa (madeira, resíduos agrícolas) é gaseificada para produzir uma mistura de gases, incluindo hidrogênio.
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Prós: Usa recursos renováveis e reduz as emissões de gases de efeito estufa em comparação com os combustíveis fósseis.
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contras: Requer tecnologia avançada de gaseificação e resulta em rendimentos mais baixos de hidrogênio em comparação com outros métodos.
6. Processos químicos: *
Reações químicas específicas: Algumas reações químicas específicas, como a reação entre hidróxido de sódio e alumínio, produzem hidrogênio como subproduto.
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Prós: Pode ser adaptado a aplicações específicas.
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contras: Muitas vezes menos eficiente do que outros métodos.
7. Produção de hidrogênio a partir de resíduos: * Tecnologia emergente: Várias tecnologias estão sendo desenvolvidas para extrair hidrogênio de resíduos sólidos municipais, biogás ou outros fluxos de resíduos.
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Prós: Oferece uma abordagem sustentável e ecológica da produção de hidrogênio.
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contras: Ainda em seus estágios iniciais de desenvolvimento.
A escolha do método depende de fatores como custo, disponibilidade de recursos e pureza desejada de hidrogênio. Existe um foco crescente no desenvolvimento de métodos renováveis e sustentáveis para produção de hidrogênio, como a eletrólise alimentada pela energia renovável e pela produção de hidrogênio a partir de biomassa.
