Fagstoff

Tre metoder for framstilling av hydrogen

Publisert: 03.11.2009, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Reagensrør og petriskål. Illustrasjon. Framstilling av hydrogen.  

 

Oppstilling av utstyr til elektrolyse. Illustrasjon. Framstilling av hydrogen ved hjelp av elektrolyse. Energikjede.  

 

Energikjede fra sollys til hydrogendrevet bil. Illustrasjon.Energikjede. Hydrogen som energibærer.   

 

Framstilling av hydrogen ved hjelp av elektrolyse. Illustrasjon. Framstilling av hydrogen ved hjelp av elektrolyse. Bilde fra virtuell lab.  

 

Energikjede med solcellepanel, elektrolysecelle, brenselscelle og propell. Illustrasjon.Energikjede med solcellepanel, elektrolysecelle, brenselscelle og propell. Bilde fra virtuell lab.  

 

 

I laboratoriet

I laboratoriet framstiller vi hydrogen ved hjelp av sink og saltsyre:

Zn + 2 HCl →ZnCl2 + H2

 

Denne metoden er ikke lønnsom i industriell skala. Har vi fylt opp et reagensglass med hydrogen, er det lett å konstatere at gassen er fargeløs, uten lukt og smak, og dessuten at den sammen med oksygen er både brennbar og eksplosiv.

Ved elektrolyse av vann

Ved å gjøre elektrolyseElektrolyse: Elektrolyse er det som foregår når vi sender elektrisk strøm gjennom en elektrolytt.Under elektrolysen vandrer de positive og negative ionene i elektrolytten hver sin vei. Når de positive ionene kommer fram til den negative elektroden (katoden), mottar de elektroner fra elektroden. Når de negative ionene kommer fram til den positive elektroden (anoden), gir de fra seg elektroner til elektroden. I resten av strømkretsen, gjennom elektrodene og ledningene, er det elektroner som strømmer. Elektrolyse NikoLang av vann tilsatt litt NaOH gir det dobbelt så stort volum hydrogen som oksygen. Reaksjonsligningen kan vi skrive slik:

2 H2O →2 H2 + O2

 

Her går den elektriske energien med til å spalte vannet. Ved den motsatte prosessen, når hydrogen og oksygen reagerer med hverandre, blir det frigjort energi. Det er særlig denne metoden for framstilling av hydrogen som er aktuell for framtidens energisystemer fordi den kan utnytte elektrisitet produsert fra fornybare energikilder.

Fra metan

I industriell skala framstilles hydrogengass fra metan. Metan finner vi i naturgass fra for eksempel Nordsjøen. Framstillingen består i at metan og vanndamp under høyt trykk og høy temperatur reagerer med hverandre til hydrogen og karbondioksid. En forenklet reaksjonsligning er:

CH4 + 2 H2O → CO2 + 4 H2

 

Ved hjelp av ulike kjemiske og mekaniske prosesser er det mulig å skille hydrogen og karbondioksid fra hverandre. Ved store senter for hydrogenproduksjon vil det være mulig å deponere karbondioksid slik at det ikke kommer inn i karbonkretsløpet.

 

Mesteparten av verdens produksjon av hydrogen foregår på denne måten. Hvor miljøvennlig denne produksjonen er, avhenger av i hvilken grad det lar seg gjøre å hindre at sluttstoffet CO2 slipper ut i atmosfæren. Hydrogen blir framstilt på tilsvarende måte med både jordolje og kull som utgangsstoffer.

Hydrogen kan også framstilles fra naturgass uten CO2 som sluttstoff. Det får vi til ved å varme opp metanet til 800–900 °C. Ved hjelp av katalysator blir metanmolekylene spaltet i karbon og hydrogen:

CH4 → C + 2 H2

Av denne reaksjonen blir det i tillegg til hydrogen dannet finfordelt karbonpulver. Dette går under handelsnavnet "Carbon black" og blir blant annet brukt i produksjon av bilgummi, samtidig som det har lovende egenskaper med tanke på lagring av hydrogen.

Slik virker en katalysator på en prosess