Hidrojen üretimi

HİDROJEN ÜRETİMİ Hidrojen enerji sisteminin yeni olmasına karşın hidrojen üretimi yeni değildir. Şu anda dünyada her yıl 500 milyar m3 hidrojen üretilmekte, depolanmakta, taşınmakta ve kullanılmaktadır. En büyük kullanıcı payına kimya sanayii, özellikle petrokimya sanayii sahiptir. Ülkemizde Suni Gübre Sanayii (25.000m3), bitkisel yağ (margarin) üretimi (16.000m3), petrol arıtım evleri (rafineri) (1.200m3), petrokimya endüstrisi (30.000m3), hidrojene hayvansal yağ üretimi ( m3) ve çeşitli yerlerde kullanılmak üzere basınçlı silindirlerde gaz veya sıvı hidrojen üretimi (6.000m3) sadece sanayide kullanılmak üzere yapılmaktadır. Enerji üretimi amacıyla ticari boyutlu hidrojen üretimi mevcut değildir. Hidrojenin üretim kaynakları bol ve çeşitlidir. Fosil yakıtlardan elde edilebildiği gibi güneş, rüzgar, hidrolik enerji gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması ile suyun elektrolizi yolu ile üretimi, biyokütleden üretimi ve biyolojik proseslerle üretimi mümkündür. Günümüzde hidrojen ağırlıklı olarak doğal gazdan buhar reformasyonu sonucu elde edilmektedir. Suyun elektrolizi bilinen bir yöntem olmakla beraber ekonomik hale getirilmesi konusunda çalışmalar, gene benzer şekilde güneş enerjisinden biyoteknolojik yöntemlerle hidrojen üretimi konusunda araştırma- geliştirme çalışmaları devam etmektedir Geleceğin enerji kaynağı olarak kabul edilen hidrojen, doğal gazdan buhar reformasyonu ile İzmit fabrikasında ve suyun elektrolizi ile Bilecik fabrikasında üretilmektedir. Hidrojen, benzinin 3…4 katı daha fazla enerji içeren mükemmel bir yakıttır ve birçok başka enerji kaynağı ile üretilebilmekte ya da birçok endüstriyel işlemin yan ürünü olarak alınmaktadır. Hidrojen gücü, Jules Verne’in suyu yakıt olarak kullandığı eski bir rüyanın gerçekleşmesidir. Hidrojen üretiminde genellikle şu iki metot uygulanmaktadır: elektroliz, buhar ıslahıyla senaaa gazı üretimi veya kısmi oksitleme. Elektrolizde, su moleküllerini hidrojen ve oksijene ayrıştırmak için elektrik enerjisi kullanılır. Elektrik enerjisi, yenilenebilir yakıt dahil, herhangi bir kaynaktan sağlanabilir. Elektrolizin, gelecekte fazla miktarlardaki hidrojen üretiminin esas yöntemi olması beklenmemektedir. Diğer hidrokarbonlar da kullanılabileceği halde, doğal gazın buhar ıslahı, senaaa gazı üretiminin esas metodu olarak görülmektedir. Örneğin biyokütle ve kömür gazlaştırılabilir ve buhar ıslah işleminden geçirilerek hidrojen üretilebilir

Başlıca Hidrojen Üretim Teknikleri Birincil MetodSüreçHammedeEnerjiEmisyon Termal Buharın yeniden düzenlenmesi (Steam Reformation) Doğal Gaz Yüksek sıcaklıkta buhar Bir miktar emisyon var Karbonun haczi (sequestration) emisyon etkisini azaltır. Termokimyasal olarak suyun ayırıştırılması Su Gaz ile soğutulan nükleer reaktörden yüksek sıcaklıkta ısı alınması. Emisyon yok Gazlaştırma (Gasification) Kömür, Biyokütle Yüksek sıcaklıkta ve basınçta buhar ve oksijen Bir miktar emisyon var. Karbonun haczi (sequestration) emisyon etkisini azaltır Isılkırım (Pyrolysis) Biyokütle Kısmen yüksek sıcaklıkta buhar Bir miktar emisyon var Karbonun haczi (sequestration) emisyon etkisini azaltır Elektrokimyasal Elektroliz Su Rüzgar, Güneş, hidro ve nükleer enerjiden üretilen elektrik Emisyon yok Elektroliz SuKömür veya doğal gazdan üretilen elektrik Elektrik üretiminden kaynaklanan bir miktar emisyon var Fotoelektrokimyasal SuDirekt güneş ışığı Emisyon yok Biyolojik Fotobiyolojik Su ve yosun türleriDirekt güneş ışığı Emisyon yok Oksijensiz Sindirim (Anaerobic Digestion) Biyokütleyüksek sıcaklıkta ısıBir miktar emisyon var Mayalanma mikroorganizmaları (Fermentative Microorganisms) Biyokütle yüksek sıcaklıkta ısıBir miktar emisyon var

Hydrogen Production Methods Most methods of producing hydrogen involve splitting water (H2O) into its component parts of hydrogen (H2) and oxygen (O). The most common method involves steam reforming of methane (from natural gas), although there are several other methods. Steam reforming: converts methane (and other hydrocarbons in natural gas) into hydrogen and carbon monoxide by reaction with steam over a nickel catalyst Electrolys isuses electrical current to split water into hydrogen at the cathode (+) and oxygen at the anode (-) Steam electrolysis (a variation on conventional electrolysis) uses heat, instead of electricity, to provide some of the energy needed to split water, making the process more energy efficient Thermochemical water splitting uses chemicals and heat in multiple steps to split water into its component parts Photoelectrochemical systems use semi-conducting materials (like photovoltaics) to split water using only sunlight Photobiological systems use microorganisms to split water using sunlight Biological systems use microbesto break down a variety of biomass feed stocks into hydrogen Thermal water splitting uses a very high temperature (approximately 1000°C) to split water Gasification uses heat to break down biomass or coal into a gas from which pure hydrogen can be generated