Les carburants de remplacement du centre de données de production et distribution d'hydrogène
Bien abondant sur la terre en tant qu'élément, l'hydrogène est presque toujours dans le cadre d'un autre composé, tel que l'eau (H2 O), et doit être séparé des composés qui contiennent avant qu'il puisse être utilisé dans les véhicules. Une fois séparé, l'hydrogène peut être utilisé en combinaison avec l'oxygène de l'air dans une pile à combustible pour produire de l'électricité par un processus électrochimique.
Production
Il y a un certain nombre de façons de produire de l'hydrogène:
Un gaz de synthèse peut également être créé en faisant réagir du charbon ou de la biomasse avec de la vapeur à haute température et de l'oxygène dans un gazéifieur sous pression, qui est converti en composants gazeux-un processus appelé gazéification. Le gaz de synthèse résultant contient de l'hydrogène et du monoxyde de carbone, qui est mis à réagir avec de la vapeur pour séparer l'hydrogène.
Electrolyse: Un courant électrique divise l'eau en hydrogène et oxygène. Si l'électricité est produite par des sources renouvelables, comme l'énergie solaire ou éolienne, l'hydrogène résultant sera considérée comme renouvelable ainsi, et a de nombreux avantages d'émissions. projets d'alimentation à l'hydrogène décollent, où l'électricité renouvelable en excès, quand il est disponible, est utilisé pour fabriquer de l'hydrogène par électrolyse.
Liquide renouvelable Réformer: combustibles liquides renouvelables, comme l'éthanol. sont mis à réagir avec de la vapeur à haute température pour produire de l'hydrogène à proximité du point d'utilisation finale.
Fermentation: la biomasse est transformée en matières premières riches en sucre qui peut être fermenté pour produire de l'hydrogène.
Un certain nombre de procédés de production d'hydrogène sont en développement:
Fractionnement de l'eau à haute température: Les températures élevées générées par des concentrateurs solaires ou des réacteurs nucléaires conduisent des réactions chimiques qui se séparent de l'eau pour produire de l'hydrogène.
Photobiologiques division de l'eau: Les microbes, tels que les algues vertes, consomment de l'eau en présence de lumière solaire, produisant de l'hydrogène comme sous-produit.
Photoélectrochimique Fractionnement d'eau: les systèmes photoélectrochimiques produisent de l'hydrogène à partir d'eau en utilisant des semi-conducteurs et de l'énergie du soleil spéciaux.
Les principaux pays producteurs de l'hydrogène sont la Californie, en Louisiane et au Texas. Aujourd'hui, la quasi-totalité de l'hydrogène produit aux États-Unis est utilisé pour le raffinage du pétrole, le traitement des métaux, la production d'engrais, et la transformation des aliments.
Distribution
À l'heure actuelle, l'hydrogène est distribué par trois méthodes:
Pipeline: Ce moins cher moyen de fournir de gros volumes d'hydrogène est limité car il y a seulement environ 700 miles de pipelines américains pour la livraison d'hydrogène actuellement disponibles. Ces pipelines sont situés à proximité des grandes raffineries de pétrole et usines chimiques dans l'Illinois, la Californie et la côte du Golfe.
Camions-citernes de l'hydrogène liquéfié: liquéfaction cryogénique est un procédé qui refroidit l'hydrogène à une température à laquelle il devient un liquide. Bien que le processus de liquéfaction est coûteux, il permet l'hydrogène à transporter plus efficacement (par rapport à l'utilisation des remorques de tubes à haute pression) sur des distances plus longues par camion, wagon, bateau ou péniche. Si l'hydrogène liquéfié n'a pas été utilisé à une vitesse suffisamment élevée au point de consommation, il bout off (ou évaporation) de ses cuves de confinement. Ce fait exige que les taux de livraison et de consommation d'hydrogène sont soigneusement adaptés.
Création d'une infrastructure de distribution d'hydrogène et de la livraison à des milliers de stations de ravitaillement en carburant individuels à venir présente de nombreux défis. Étant donné que l'hydrogène contient moins d'énergie par unité de volume que tous les autres combustibles, le transport, le stockage et la livraison à l'endroit de l'utilisation finale est plus cher sur une essence par gallon équivalent (par-GEG) base. Construction d'un nouveau réseau de canalisations d'hydrogène implique des coûts en capital initiaux élevés, et les propriétés de l'hydrogène présentent des défis uniques aux matériaux de canalisation et la conception du compresseur. Cependant, parce que l'hydrogène peut être produit à partir d'une grande variété de ressources, la production d'hydrogène régional ou même local peut maximiser l'utilisation des ressources locales et de minimiser les problèmes de distribution, tout en réduisant l'utilisation du pétrole.
Le gouvernement et les projets de recherche et de développement de l'industrie sont surmonter les obstacles à la distribution efficace de l'hydrogène. En savoir plus sur la distribution d'hydrogène de la Fuel Cell Technologies Bureau.