Vaikka runsas maan päällä kuin alkuaine, vety on lähes aina löydetty kuin osa toisen yhdiste, kuten vesi (H2O) tai metaania (CH4), ja täytyy olla erotettu osaksi puhdasta vetyä (H2) käytettäväksi fuel cell electric vehicles. Vetypolttoaine yhdistyy ilman hapen kanssa polttokennon kautta, jolloin syntyy sähköä ja vettä sähkökemiallisen prosessin kautta.,
tuotanto
vetyä voidaan tuottaa erilaisista kotimaisista luonnonvaroista, kuten fossiilisista polttoaineista, biomassasta ja veden elektrolyysistä sähköllä. Vedyn ympäristövaikutukset ja energiatehokkuus riippuvat siitä, miten se tuotetaan. Vetytuotantoon liittyvien kustannusten vähentämiseksi on käynnissä useita hankkeita.
On olemassa useita tapoja tuottaa vetyä:
-
Maakaasun Reformointi/Kaasutus: synteesikaasua, seos vety, hiilimonoksidi, ja pieni määrä hiilidioksidia, on luotu reagoimaan maakaasun korkean lämpötilan höyryä., Hiilimonoksidi reagoi veden kanssa lisävetyn tuottamiseksi. Tämä menetelmä on halvin, tehokkain ja yleisin. Höyryn avulla tapahtuva maakaasun uudistaminen muodostaa suurimman osan Yhdysvalloissa vuosittain tuotetusta vedystä.
synteesikaasua voidaan luoda myös reagoi hiili tai biomassa korkean lämpötilan höyry ja happi paineistettu kaasutin, joka muunnetaan kaasumaiset komponentit—prosessia kutsutaan kaasutus. Synteesikaasu sisältää vetyä ja hiilimonoksidia, joka reagoi höyryn kanssa erottamaan vedyn.,
-
elektrolyysi: sähkövirta jakaa veden vedyksi ja hapeksi. Jos sähkö on tuotettu uusiutuvista lähteistä, kuten aurinko-tai tuulivoimalla, tuloksena vetyä pidetään uusiutuvan samoin, ja on lukuisia päästöt etuja. Teho-vety-hankkeet ovat lähdössä, jossa ylimääräistä uusiutuvaa sähköä, kun sitä on saatavilla, on käytetty tehdä vetyä läpi elektrolyysin.
-
uusiutuvan nesteen reformointi: uusiutuviin nestemäisiin polttoaineisiin, kuten etanoliin, reagoidaan korkean lämpötilan höyryllä vedyn tuottamiseksi lähellä loppukäyttöä.,
-
Käyminen: Biomassa muunnetaan sokeri-rikas raaka-aineita, jotka voidaan käymisen avulla tuottaa vetyä.
useita vedyn tuotanto menetelmät ovat kehitteillä:
-
Korkean Lämpötilan Veden Jakaminen: Korkeat lämpötilat syntyvät auringon keskittimien tai ydinreaktorit ajaa kemiallisia reaktioita, jotka jakaa vettä tuottaa vetyä.
-
Fotobiologinen Veden Jakaminen: Mikrobit, kuten vihreä levät, kuluttaa veden läsnäollessa auringonvaloa, tuottaa vetyä sivutuotteena.,
-
Photoelectrochemical Veden Jakaminen: Photoelectrochemical järjestelmät tuottaa vetyä vedestä käyttämällä erityisiä puolijohteet ja energiaa auringonvalosta.
suurimmat vetyä tuottavat valtiot ovat Kalifornia, Louisiana ja Texas. Nykyään lähes kaikkea Yhdysvalloissa tuotettua vetyä käytetään öljyn jalostamiseen, metallien käsittelyyn, lannoitteiden tuottamiseen ja elintarvikkeiden käsittelyyn.,
ensisijainen haaste vedyn tuotanto on vähentää tuotantokustannuksia teknologiaa, jotta tuloksena vetyä kustannuksiltaan kilpailukykyisiä perinteisten liikennepolttoaineita. Valtion ja teollisuuden tutkimus-ja kehittämishankkeet vähentävät vedyn tuotantoteknologioiden kustannuksia ja ympäristövaikutuksia. Lue lisää vedyn tuotannosta vety – ja Polttokennoteknologiatoimistosta.
Jakelu
Eniten vetyä käytetään yhdysvalloissa on tuotettu tai lähellä paikkaa, jossa sitä käytetään—yleensä suuria teollisuusalueita., Infrastruktuuria tarvitaan jakaa vedyn valtakunnallinen verkosto tankkaus asemat vaaditaan laajaa käyttöä fuel cell electric vehicles on vielä kehitettävä. Ajoneuvojen ja asemien alkuperäinen käyttöönotto keskittyy näiden jakeluverkostojen rakentamiseen pääasiassa Etelä-ja Pohjois-Kaliforniassa.
tällä Hetkellä vetyä jaetaan läpi kolme menetelmät:
-
Putki: Tämä vähiten kallis tapa tuottaa suuria määriä vetyä on rajoitettu vain noin 1600 kilometriä YHDYSVALTAIN putkistojen vedyn toimitus ovat tällä hetkellä saatavilla., Nämä putkistot sijaitsevat suurten öljynjalostamoiden ja kemiantehtaiden lähellä Illinoisissa, Kaliforniassa ja Persianlahden rannikolla.
-
Korkea Paine Putki Perävaunujen: Kuljetus paineistettua vetykaasua kuorma-autolla, junavaunujen, laivojen, tai rynnätä korkean paineen putken perävaunut on kallista ja käytetään pääasiassa etäisyydet 200 kilometriä tai vähemmän.
-
nesteytetyt Vetysäiliöalukset: kryogeeninen nesteytys on prosessi, joka jäähdyttää vedyn lämpötilaan, jossa siitä tulee nestettä., Vaikka nesteytys prosessi on kallis, sen avulla vetyä voidaan kuljettaa tehokkaammin (verrattuna käyttämällä korkean paineen putken perävaunut) yli pidempiä matkoja kuorma-autolla, junavaunujen, laivojen, tai proomu. Jos nesteytetty vety ei käytetä riittävän korkea pisteen kulutuksen, se kiehuu pois (tai haihtuu) sen suojarakennukset. Tämän vuoksi vedyn toimitus-ja kulutusnopeudet on sovitettava huolellisesti yhteen.,
Luominen infrastruktuuri vedyn jakelu ja toimitus tuhansia tulevaisuudessa yksittäisten tankkaus asemat esittelee monia haasteita. Koska vety sisältää vähemmän energiaa tilavuusyksikköä kohti kuin kaikki muut polttoaineet, kuljetus -, varastointi -, ja toimittaa sen pisteen end-käyttö on kalliimpaa per gallona bensiiniä vastaava (per-GGE) perusteella. Rakennuksen uusi vety putkiverkoston liittyy korkea alkupääoma kustannuksia, ja vedyn ominaisuuksista esittää ainutlaatuisia haasteita putki materiaalit ja kompressori suunnittelu., Kuitenkin, koska vetyä voidaan tuottaa erilaisia resursseja, alueellinen tai jopa paikallinen vedyn tuotanto voidaan maksimoida käyttää paikallisia resursseja ja minimoi jakelun haasteisiin.
On olemassa kompromisseja välillä, keskitetyn ja hajautetun tuotannon harkita. Vedyn tuottaminen keskitetysti suurissa laitoksissa vähentää tuotantokustannuksia, mutta lisää jakelukustannuksia. Vedyn tuottaminen loppukäytön vaiheessa-esimerkiksi tankkausasemilla-vähentää jakelukustannuksia, mutta lisää tuotantokustannuksia tuotantolaitosten tuotantokapasiteetin rakentamiskustannusten vuoksi.,
hallituksen ja teollisuuden tutkimus-ja kehittämishankkeet ovat voittamassa vedyn tehokkaan jakelun esteitä. Lue lisää vedyn jakelusta vety and Fuel Cell Technologies-toimistosta.