1. Alguns métodos de produção mais utilizados
1.1. -Eletrólise e eletrólise de alta temperatura:
1.1.1. Em resumo: Processo em que a água (H2O) é dividida em hidrogênio (H2) e oxigênio (O2), gás com entrada de energia e calor no caso de eletrólise em alta temperatura. Na prática: uma corrente elétrica divide a água em suas partes constituintes. Se for usada energia renovável, o gás terá uma pegada de carbono zero e é conhecido como hidrogênio verde.
1.2. -Hidrogênio como subproduto ou hidrogênio residual industrial:
1.2.1. Resumindo: processos eletroquímicos, como a produção industrial de soda cáustica e cloro, produzem hidrogênio como um resíduo. Na prática: produzir cloro e soda cáustica se resume a passar uma corrente elétrica pela salmoura (uma solução de sal - cloreto de sódio - na água). A salmoura se dissocia e recombina através da troca de elétrons (liberados pela corrente) em cloro gasoso, soda cáustica dissolvida1 e hidrogênio. Pela natureza da reação química, cloro, soda cáustica e hidrogênio são sempre fabricados em uma proporção fixa: 1,1 tonelada de cáustico e 0,03 tonelada de hidrogênio por tonelada de cloro.
1.3. -Reforma do metano a vapor:
1.3.1. Método: Principalmente a reforma do gás natural, mas também do biogás Resumindo: As principais formas pelas quais o gás natural, principalmente o metano, é convertido em hidrogênio envolvem reação com vapor (reforma a vapor ou SMR com reforma com metano a vapor quando o metano é usado), oxigênio (oxidação parcial) ou ambos em sequência (reforma autotérmica) ) Na prática: O vapor de água puro é usado como oxidante. A reação requer a introdução de calor ("endotérmica"). Oxidação parcial: oxigênio ou ar é usado neste método. O processo libera calor ("exotérmico"). Reforma autotérmica: esse processo é uma combinação de reforma a vapor e oxidação parcial e opera com uma mistura de vapor de ar e água. A proporção dos dois oxidantes é ajustada para que não seja necessário introduzir ou descarregar calor ("isotérmico").
2. Método de produção
2.1. O hidrogênio é um dos elementos mais abundantes na Terra, porém é necessário (quase sempre) extraí-lo de algum composto, sendo necessário energia para a sua extração. O hidrogênio pode ser produzido ou extraído usando praticamente qualquer fonte primária de energia tal como combustíveis fósseis, como gás natural e carvão, biomassa, culturas não alimentares, energia nuclear e fontes de energia renovável, como eólica, solar, geotérmica e hidrelétrica para separar a água processo precisa de energia. O hidrogênio pode ser produzido ou extraído usando praticamente qualquer fonte primária de energia.
2.2. Por essa diversidade de fontes potenciais na produção de hidrogênio é a principal razão pela qual o hidrogênio vem sendo tão pesquisado e sendo a possível próxima fonte de energia do mundo. Hoje em dia a maior parte da produção mundial de hidrogênio esteja sendo produzida por meio de um processo mais intensivo de CO2 chamado Steam Methane Reforming (SMR), porem há pesquisas procurando novos métodos para a sua produção em massa.
3. Armazenamento de hidrogênio
3.1. Uma grande vantagem do hidrogênio é que ele pode ser produzido a partir de energias renováveis (excedentes) diferentemente da eletricidade. Também pode ser armazenado em grandes quantidades por longos períodos de tempo.
3.2. Por esse motivo, o hidrogênio produzido em escala industrial pode ser a nova fonte energética do mundo.No entanto, o hidrogênio pode complementar as baterias no setor de transporte. O sistema ideal de armazenamento de energia para veículos está nos sistemas de hidrogênio e bateria.
3.3. Juntamente com outras medidas de demanda e fornecimento, o armazenamento de energia pode desempenhar um papel importante na melhoria da integração do sistema. O armazenamento de eletricidade a curto prazo em baterias para pequenas usinas está se desenvolvendo dinamicamente, no entanto, o armazenamento a longo prazo de quantidades excedentes maiores de eletricidade requer novos tipos de armazenamento, como armazenamento químico na forma de hidrogênio.
4. Aplicações do hidrogênio
4.1. Pode ser agrupado em duas grandes categorias: - Hidrogênio como matéria-prima - Hidrogênio como vetor de transição energetica
4.1.1. Larga escala de produção
4.1.1.1. Distribuição do hidrogênio
4.1.1.1.1. Desencarregar o combustível para consumo de pessoas
4.1.1.1.2. Descarregar o combustível para consumo das empresas
4.1.1.1.3. Servir como matéria prima
4.1.1.1.4. Ajuda na descarbonização através da liberação de calor
4.1.1.2. Agir como melhoramento na energia elétrica