Lcoe idrogeno
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Per produrre idrogeno, esso deve essere separato dagli altri elementi nelle molecole in cui si trova. Ci sono molte fonti diverse di idrogeno e modi per produrlo per usarlo come combustibile. I due metodi più comuni per produrre idrogeno sono il steam-methane reforming e l’elettrolisi (scissione dell’acqua con elettricità. I ricercatori stanno esplorando altri metodi o percorsi di produzione dell’idrogeno.
Lo steam-methane reforming rappresenta attualmente quasi tutto l’idrogeno prodotto commercialmente negli Stati Uniti. I produttori commerciali di idrogeno e le raffinerie di petrolio usano lo steam-methane reforming per separare gli atomi di idrogeno da quelli di carbonio nel metano (CH4). Nello steam-methane reforming, il vapore ad alta temperatura (da 1.300°F a 1.800°F) sotto una pressione di 3-25 bar (1 bar = 14,5 libbre per pollice quadrato) reagisce con il metano in presenza di un catalizzatore per produrre idrogeno, monossido di carbonio e una quantità relativamente piccola di biossido di carbonio (CO2).
Il gas naturale è la principale fonte di metano per la produzione di idrogeno negli impianti industriali e nelle raffinerie di petrolio. Il gas di discarica/biogas, che può essere chiamato biometano o gas naturale rinnovabile, è una fonte di idrogeno per diverse centrali a celle a combustibile negli Stati Uniti. Anche i biocarburanti e i combustibili petroliferi sono potenziali fonti di idrogeno.
Costo dell’idrogeno per kwh
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Mentre le utility elettriche e del gas contemplano l’investimento nell’idrogeno a basse emissioni di carbonio e la tecnologia per produrlo, il prezzo elevato delle forniture e delle attrezzature di oggi – e il potenziale per la diminuzione dei costi – sono considerazioni importanti.
Alla conferenza CERAWeek di IHS Markit, gli esperti di idrogeno e le parti interessate hanno espresso fiducia nel fatto che la curva dei costi si piegherà nei prossimi anni. Il pannello del 2 marzo sulla produzione e le tecnologie dell’idrogeno a basse emissioni di carbonio ha offerto una ripartizione dettagliata delle forze dietro la tendenza dei prezzi.
In un segno di un’industria in crescita, il più grande elettrolizzatore a membrana a scambio protonico del Nord America in Quebec sarà presto superato dalle unità in fase di sviluppo in tutto il mondo: CNW Group/Air Liquide
Costo dell’elettrolizzatore Irena
Man mano che la gente si muove verso un trasporto più pulito, le celle a combustibile a idrogeno stanno guadagnando popolarità per le applicazioni automobilistiche. Ma la tecnologia è stata tradizionalmente ostacolata da problemi di costo dei componenti e di longevità, che le hanno impedito di prendere piede nell’industria automobilistica.
Recentemente, un gruppo multidisciplinare e multi-istituzionale ha identificato una soluzione a entrambi questi problemi in un componente chiave della cella a combustibile – il catalizzatore utilizzato per guidare le reazioni. La loro ricerca è stata recentemente pubblicata sulla rivista Nature Catalysis.
La parte dello sforzo della Washington University di St. Louis è stata guidata da Vijay Ramani, il Roma B. and Raymond H. Wittcoff Distinguished University Professor alla McKelvey School of Engineering, che è stato l’autore corrispondente dello studio.
Le celle a combustibile a membrana elettrolitica polimerica idrogeno-ossigeno (PEMFC) reagiscono elettrochimicamente con idrogeno e ossigeno, producendo elettricità e rilasciando solo acqua come sottoprodotto, rendendole un’allettante alternativa alla benzina o ai veicoli elettrici. Le celle a combustibile usano tipicamente un catalizzatore di platino per accelerare la reazione all’elettrodo dell’ossigeno, ma il platino è costoso. L’avvio e il funzionamento della cella a combustibile introducono anche reazioni collaterali che danneggiano l’efficacia del catalizzatore.
Idrogeno combustibile
Anche se abbondante sulla terra come elemento, l’idrogeno si trova quasi sempre come parte di un altro composto, come l’acqua (H2O) o il metano (CH4), e deve essere separato in idrogeno puro (H2) per essere usato nei veicoli elettrici a celle a combustibile. L’idrogeno combustibile si combina con l’ossigeno dell’aria attraverso una cella a combustibile, creando elettricità e acqua attraverso un processo elettrochimico.
I principali stati produttori di idrogeno sono la California, la Louisiana e il Texas. Oggi, quasi tutto l’idrogeno prodotto negli Stati Uniti è usato per raffinare il petrolio, trattare i metalli, produrre fertilizzanti e trattare gli alimenti.
La sfida principale per la produzione di idrogeno è ridurre il costo delle tecnologie di produzione per rendere l’idrogeno risultante competitivo con i carburanti convenzionali per il trasporto. I progetti di ricerca e sviluppo del governo e dell’industria stanno riducendo il costo e l’impatto ambientale delle tecnologie di produzione dell’idrogeno. Scopri di più sulla produzione di idrogeno dall’Ufficio tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile.