Hydrogen er tilgjengelig i praktisk talt ubegrensede mengder på jorda. Men, neste bare i kjemiske forbindelser som f. eks. hydrokarboner (fossile brensler) og vann. En stor del (~40%) av dagens hydrogenproduksjon stammer fra kjemiske prosesser, hvor det er et restprodukt (for eksempel i klor-alkali-elektrolyse eller ojleraffinering). I industriell produksjon av hydrogen er dampreformering av naturgass den vanligste metoden. Likevel er det flere forskjellige produksjonsteknologier i bruk: 

 - reformering (lette hydrokarboner)
 - partiell oksidasjon (tunge hydrokarboner)
 - elektrolyse (vann eller klor-alkalisk)
 - Kværner-Black prosessen
 - biomassefermentering
 - biologisk 

Reformering av lette hydrokarboner (f. eks. metanol, metan eller naturgass) til hydrogen foregår enten ved damp- eller autotermisk reformerteknikk. Dampreformering innebærer to trinn; først en katalytisk omdanning av brenselet (her metan) ved høy temperatur:

CH₄ + H₂O 3 H₂ + CO

Dette følges av en omdannelse av det produserte karbonmonoksidet og vann til hydrogen i en såkalt skiftreaksjon:

CO + H₂O H₂ + CO₂

Partiell oksidasjon av tyngre hydrokarboner involverer tilførsel av oksygen i tillegg til vanndamp i prosessen. Mengden oksygen og vann kontrolleres nøye for å stille inn oksidasjonsgraden av hydrokarbonet. Prinsipielt kan reaksjonen inneholde komponentene nevnt nedenfor:

C_nH_m + H₂O + O₂ H₂ + CO +CO₂

Autotermisk reformering innebærer både dampreformering og partiell oksidasjon, og kan brukes for litt tyngre hydrokarboner. Etter reformeringen er det nødvendig med en renseprosess for å fjerne karbondioksid, karbonmonoksid og andre ikke-ønskede produkter fra den hydrogenrike gassen. Kompleksiteten av rensingen avhenger av type reformerteknikk og hvilken applikasjon hydrogenet skal brukes i. Små reformersystemer for ombord-produksjon av hydrogen i f. eks. automobile applikasjoner har også blitt utviklet

Vannelektrolyse er i prinsippet det motsatte av en brenselcelle. Fra vann og elektrisitet får vi hydrogen og oksygen:

H₂O H₂ + ½O₂ 

Akkurat som i brenselceller foregår reduksjonen og oksidasjonen på to romlig adskilte elektroder. Hydrogen produseres på katoden og oksygen på anoden. Elektrolytten er ionisk ledende, vanligvis protoner (H⁺) eller hydroksylioner (HO^-). Den mest vanlige prosessen er den alkaliske (OH^-), som har blitt brukt siden starten av det 20. århundre. Andre typer er basert på fastpolymerelektrolytt og/eller driftes ved høye trykk og/eller temperaturer. Vannelektrolyse står for 2-3 % av verdensproduksjonen av hydrogen.

Kværner-Black prosessen er en måte å produsere hydrogen fra hydrokarboner og elektrisitet med bare karbon som restprodukt. Ved svært høye temperaturer oppløses hydrokarboner (f. eks. metan):

CH₄ + energy 2H₂ + C

Denne pyrolyseprosessen ble utviklet av Kværner på 1980-tallet, og er spesielt interessant siden den er CO₂ fri. Rent karbon brukes for eksempel i gummiproduksjon.

Biomassefermentering er egentlig bakterier, ensymer eller andre små organismer som anaerobt fordøyer biomasse. Fra denne prosessen produseres en metanholdig gass, som enten kan fødes direkte i en høytemperatur brenselcelle eller brukes til å produsere hydrogen. Ved å modifisere prosessen er det mulig å øke hydrogeninnholdet i gassen.

Biologisk produksjon av hydrogen er også mulig. Noen mikroorganismer (alger og bakterier) kan produsere hydrogen fra hovedsaklig vann og lys (fotosyntese). Noen lovende typer er valgt ut og optimeres ved genmanipulasjon.

Til toppen

Copyright © 2004-2006 Fuel Cell Norway ANS