1. Cycles thermochimiques:
* Température: Ces cycles impliquent une série de réactions chimiques à des températures élevées (généralement supérieures à 800 ° C) pour diviser l'eau.
* Séparation: Les différentes réactions chimiques produisent de l'hydrogène et de l'oxygène comme produits séparés.
* comment cela fonctionne: Ces cycles exploitent les propriétés chimiques de divers matériaux, comme les oxydes métalliques, pour briser l'eau à travers une série de réactions.
* Exemple: Le cycle de soufre-iode, l'un des cycles thermochimiques les plus prometteurs, implique une série de réactions utilisant du dioxyde de soufre, de l'iode et de l'eau pour générer de l'hydrogène et de l'oxygène.
2. Fractionnement photoélectrochimique:
* Température: Cette méthode utilise la lumière du soleil pour conduire le fractionnement de l'eau.
* Séparation: La cellule photoélectrochimique utilise un matériau semi-conducteur pour séparer l'hydrogène et l'oxygène produits.
* comment cela fonctionne: Lorsque la lumière frappe le matériau semi-conducteur, les électrons sont excités et utilisés pour catalyser la réaction de fractionnement de l'eau. Le processus se produit à l'interface du semi-conducteur et de la solution d'électrolyte.
* Challenge: L'efficacité de la division photoélectrochimique de l'eau est encore relativement faible par rapport aux autres méthodes.
3. Fractionnement d'eau assistée par plasma:
* Température: Le plasma est un gaz ionisé à haute énergie qui peut être généré à des températures allant de 10 000 à 100 000 ° C.
* Séparation: Les processus plasmatiques peuvent créer une concentration élevée d'électrons et d'ions, favorisant la séparation de l'hydrogène et de l'oxygène.
* comment cela fonctionne: Le plasma agit comme un catalyseur pour briser la molécule d'eau en ses éléments constitutifs.
* Challenge: Cette méthode est toujours en cours de développement et l'énergie requise pour créer et maintenir le plasma peut être significative.
4. Réaction de décalage de gaz d'eau à haute température:
* Température: Cette réaction se produit généralement à environ 800-1000 ° C.
* Séparation: Ce processus ne divise pas directement l'eau en hydrogène et en oxygène, mais génère plutôt un mélange d'hydrogène et de dioxyde de carbone. L'hydrogène peut être séparé à travers diverses techniques comme l'adsorption de swing de pression.
* comment cela fonctionne: Un mélange de vapeur et de monoxyde de carbone réagit en présence d'un catalyseur pour produire du dioxyde de carbone et de l'hydrogène.
* Challenge: Cette méthode nécessite une source externe de monoxyde de carbone.
garder l'hydrogène et l'oxygène séparés:
La principale préoccupation de la séparation de l'hydrogène et de l'oxygène est la sécurité. Un mélange de ces gaz peut être très explosif. Par conséquent, les garder séparés est crucial.
Voici quelques techniques de séparation courantes:
* Séparation de la membrane: Les membranes spécifiques peuvent permettre de manière sélective à l'hydrogène de passer tout en bloquant l'oxygène.
* Adsorption de swing de pression: Différents matériaux ont des affinités variables pour l'hydrogène et l'oxygène. En utilisant cela, les techniques d'adsorption de swing de pression peuvent séparer les gaz.
* Séparation cryogénique: En raison de leurs différents points d'ébullition, l'hydrogène et l'oxygène peuvent être séparés par distillation cryogénique.
* Séparation physique: L'utilisation de barrières comme les diaphragmes ou les matériaux poreux peut maintenir l'hydrogène et l'oxygène physiquement séparés pendant leur production.
Conclusion:
Bien que l'électrolyse reste la méthode la plus courante pour fissurer l'eau, d'autres techniques offrent des alternatives potentielles. Cependant, bon nombre de ces méthodes sont confrontées à des défis en termes d'efficacité, de coût et de développement technologique. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour les rendre plus viables pour la production d'hydrogène à grande échelle.
