selvom det er rigeligt på jorden som et element, findes brint næsten altid som en del af en anden forbindelse, såsom vand (H2O) eller methan (CH4), og skal adskilles i rent brint (H2) til brug i elektriske brændselscelle-køretøjer. Brintbrændstof kombinerer med ilt fra luften gennem en brændselscelle, hvilket skaber elektricitet og vand gennem en elektrokemisk proces.,
produktion
Hydrogen kan produceres fra forskellige indenlandske ressourcer, herunder fossile brændstoffer, biomasse og vandelektrolyse med elektricitet. Brintets miljøpåvirkning og energieffektivitet afhænger af, hvordan det produceres. Flere projekter er i gang for at reducere omkostningerne i forbindelse med brintproduktion.
Der er en række måder til at producere brint:
-
Naturgas Reform/Forgasning: syntesegas, som er en blanding af hydrogen, carbonmonoxid, og en lille mængde kuldioxid, er skabt ved at reagere naturlig gas med høj-temperatur damp., Carbonmono .idet omsættes med vand for at producere yderligere hydrogen. Denne metode er den billigste, mest effektive og mest almindelige. Naturgasreformering ved hjælp af damp tegner sig for størstedelen af brint produceret i USA årligt.
En syntesegas, kan også blive skabt ved at reagere kul eller biomasse med høj-temperatur damp og ilt i en trykkabine forgasser, der omdannes til gasformige komponenter—en proces, der kaldes forgasning. Den resulterende syntesegas indeholder hydrogen og carbonmono .id, som omsættes med damp for at adskille brintet.,
-
elektrolyse: en elektrisk strøm opdeler vand i brint og ilt. Hvis elektriciteten produceres af vedvarende kilder, såsom sol eller vind, vil det resulterende brint også betragtes som vedvarende og har adskillige emissionsfordele. Po .er-to-brint projekter tager ud, hvor overskydende vedvarende elektricitet, når de er tilgængelige, bruges til at gøre brint gennem elektrolyse.vedvarende flydende brændstoffer, såsom ethanol, omsættes med høj temperatur damp for at producere brint nær slutanvendelsespunktet.,
-
fermentering: biomasse omdannes til sukkerrige råmaterialer, der kan fermenteres til fremstilling af hydrogen.
En række af brint produktion metoder er under udvikling:
-
Høj-Temperatur Vand Opdeling: Høje temperaturer genereret af sol koncentratorer eller nukleare reaktorer drev kemiske reaktioner at spalte vand til at producere brint.
-
Fotobiologisk Vandopdeling: mikrober, såsom grønne alger, forbruger vand i nærvær af sollys, der producerer hydrogen som et biprodukt.,
-
Fotoelektrokemisk Vandopdeling: Fotoelektrokemiske systemer producerer brint fra vand ved hjælp af specielle halvledere og energi fra sollys.de vigtigste brintproducerende stater er Californien, Louisiana og te .as. I dag bruges næsten alt brint produceret i USA til raffinering af olie, behandling af metaller, fremstilling af gødning og forarbejdning af fødevarer.,
den primære udfordring for brintproduktion er at reducere omkostningerne ved produktionsteknologier for at gøre de resulterende brintomkostninger konkurrencedygtige med konventionelle transportbrændstoffer. Offentlige og industrielle forsknings-og udviklingsprojekter reducerer omkostningerne såvel som miljøpåvirkningerne af brintproduktionsteknologier. Få mere at vide om brintproduktion fra brint-og Brændselscelleteknologikontoret.
Distribution
det meste brint, der bruges i USA, produceres på eller tæt på, hvor det bruges—typisk på store industriområder., Den infrastruktur, der er nødvendig for at distribuere brint til det landsdækkende netværk af tankstationer, der kræves til udbredt brug af brændselscelle elektriske køretøjer, skal stadig udvikles. Den oprindelige udrulning for køretøjer og stationer fokuserer på at opbygge disse distributionsnet, primært i det sydlige og nordlige Californien.
i Øjeblikket, brint, der distribueres gennem tre metoder:
-
Pipeline: Dette mindst dyre vej til at levere store mængder af brint er begrænset, da kun omkring 1.600 km af AMERIKANSKE rørledninger til brint levering er tilgængelige i øjeblikket., Disse rørledninger er placeret i nærheden af store olieraffinaderier og kemiske anlæg i Illinois, Californien, og Gulf Coast.trailere med højtryksrør: transport af komprimeret brintgas med lastbil, motorvogn, skib eller pram i trailere med højtryksrør er dyrt og bruges primært til afstande på 200 miles eller mindre.
-
flydende Brinttankskibe: kryogen kondensation er en proces, der afkøler brint til en temperatur, hvor det bliver en væske., Selvom flydende proces er dyrt, det gør det muligt at transportere brint mere effektivt (sammenlignet med ved hjælp af højtryksrør trailere) over længere afstande med lastbil, motorvogn, skib eller pram. Hvis det flydende brint ikke anvendes med en tilstrækkelig høj hastighed på forbrugsstedet, koger det af (eller fordamper) fra dets indeslutningsbeholdere. Som et resultat skal levering og forbrug af brint nøje matches.,
oprettelse af en infrastruktur til brintfordeling og levering til tusinder af fremtidige individuelle brændstofstationer giver mange udfordringer. Fordi brint indeholder mindre energi pr volumenenhed end alle andre brændstoffer, transport, opbevaring, og levere det til slutbrugen er dyrere på en per ben .in gallon ækvivalent (per-GGE) basis. Opbygning af et nyt brint rørledning netværk indebærer høje startkapital omkostninger, og brint egenskaber præsentere unikke udfordringer for rørledninger materialer og kompressor design., Da brint imidlertid kan produceres fra en lang række ressourcer, kan regional eller endda lokal brintproduktion maksimere brugen af lokale ressourcer og minimere distributionsudfordringer.
Der er afvejninger mellem centraliseret og distribueret produktion at overveje. Produktion af brint centralt i store anlæg reducerer produktionsomkostningerne, men øger distributionsomkostningerne. Produktion af brint ved slutbrugen—f.eks. på tankstationer—reducerer distributionsomkostningerne, men øger produktionsomkostningerne på grund af omkostningerne til at opbygge produktionskapacitet på stedet.,offentlige og industrielle forsknings-og udviklingsprojekter overvinder hindringerne for effektiv brintfordeling. Få mere at vide om brintdistribution fra brint-og Brændselscelleteknologikontoret.
-