Producción de hidrógeno

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La producción de hidrógeno se realiza mediante diversos métodos que requieren la separación del hidrógeno de otros elementos químicos como el carbono (en los combustibles fósiles) y el oxígeno (del agua).

El hidrógeno se extrae tradicionalmente de los combustibles fósiles (habitualmente hidrocarburos) - compuestos de carbono e hidrógeno- por medio de procesos químicos.

El hidrógeno también puede ser obtenido del agua por medio de producción biológica en un biorreactor de algas, o usando electricidad (por electrólisis-electrolisis del agua)- químicos (por reducción química) o calor (por termólisis); estos métodos están menos desarrollados en comparación con la generación de hidrógeno a partir de hidrocarburos pero su crecimiento aumenta ya que, por sus bajas emisiones en dióxido de carbono permiten reducir la contaminación y el efecto invernadero. El descubrimiento y desarrollo de métodos más baratos de producción masiva de hidrógeno acelerara el establecimiento de la denominada economía de hidrógeno.[1]

De hidrocarburos[editar]

El hidrógeno puede ser generado del gas natural con aproximadamente 80% de eficiencia, o de otros hidrocarburos con una eficiencia variable. El método de conversión basado en hidrocarburos libera dióxido de carbono (CO2). Puesto que la producción se concentra en una sola planta, es posible separar el CO2 y encargarse del mismo, por ejemplo inyectándolo en una reserva de petroleo o gas (ver captura y almacenamiento de carbono), aunque esto no se hace en la mayoría de los casos. Un proyecto de inyección de dióxido de carbono ha sido iniciado por la compañía StatoilHydro de Noruega en el Mar del Norte, en el Campo de Gas Sleipner. Sin embargo, aun si el dióxido de carbono no es capturado, la producción total de hidrógeno a partir de gas natural y su uso en un vehículo de hidrógeno, solo emite la mitad del dióxido de carbono que un automóvil a gasolina generaría.

Reformado con vapor[editar]

El hidrógeno producido en masa para fines comerciales, suele obtenerse por Reformado con vapor del gas natural. A altas temperaturas (700–1100 °C), el vapor (H2O) reacciona con el metano (CH4) produciendo syngas (gas natural sintético).

CH4 + H2OCO + 3 H2 + 191.7 kJ/mol

El calor requerido para el proceso es generalmente proporcionado al quemar una parte del metano.

Monóxido de carbono[editar]

Gasificacion.

Hidrógeno adicional puede obtenerse al agregar más agua por medio de la reacción del vapor de agua con el monóxido de carbono que requiere una menor temperatura (aproximadamente 130 °C):

CO + H2O → CO2 + H2 - 40.4 kJ/mol

Esencialmente, el átomo de oxígeno (O) es separado del vapor de agua adicional para oxidar el CO en CO2. Esta oxidación también provee la energía para continuar con la reacción.

Proceso de Kværner[editar]

El Proceso de Kværner o Proceso de Kvaerner de Negro de carbón e hidrógeno (CB&H)[2] es un método, desarrollado en los 1980s por una compañía noruega del mismo nombre, para la producción de vapor a partir de hidrocarburos (CnHm), como el metano, gas natural y biogás.

De la energía disponible, aproximadamente el 48% es contenida en Hidrógeno, 40% en carbón activado y 10% en vapor sobrecalentado.[3]

Carbón[editar]

El Carbón puede ser convertido en syngas y metano, vía gasificación del carbón.

Producción de hidrógeno por fermentación[editar]

Producción de hidrógeno por fermentación es la conversión de materia orgánica en biohidrógeno manifestada por un diverso grupo de bacterias por medio de enzimas en un proceso de tres pasos similar a la conversión anaeróbica. La fermentación sin presencia de luz, como su nombre lo indica no requiere luz, así que permite una producción constante de hidrógeno a partir de compuestos orgánicos a lo largo de día y noche. La fotofermentación difiere de la anterior porque solo se realiza en presencia de luz. Por ejemplo, al usar Rhodobacter sphaeroides SH2C puede usarse para convertir pequeños ácidos grasos en hidrógeno.[4] Electrohidrogénesis es usada en células de combustible microbiano.

A partir de Agua[editar]

Producción Biológica[editar]

El biohidrógeno puede producirse en un biorreactor de algas. A finales de los 1990s se descubrió que si a las algas se les priva de azufre cambiaran de producir oxígeno, la fotosíntesis normal, a la producción de hidrógeno.



Referencias[editar]

  1. La economia del Hidrogeno, Jeremy Rifkin, pág. 267, cap. 8. El nacimiento de la economía del hidrógeno
  2. Bellona Reporte de Hidrógeno
  3. https://www.hfpeurope.org/infotools/energyinfos__e/hydrogen/main03.html
  4. Alta producción de hidrógeno en un proceso de dos pasos de fermentación en presencia y ausencia de luz a partir de sacarosa

Enlaces externos[editar]