5 cách làm khí hidro, cách điều chế hidro đơn giản

Hiện nay khí hydro được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp. Hãy cùng MIGCO tìm hiểu về cách tạo ra khí hidro h2 hay điều chế hidro trong công nghiệp được thực hiện ra sao nhé.

Hydrogen là chất khí nhẹ, nguyên tố Hidro nằm trong nhóm đầu tiên của bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tố nhẹ nhất nên khí hydro H2 rất nhẹ, hiếm khi chúng ta tìm được nó ở dạng tinh khiết.  

Hydro được dùng làm nhiên liệu thay thế cho xăng dầu trong động cơ tên lửa, làm đèn xì – oxi để hàn cắt các kim loại, sản xuất các hợp chất hữu cơ và axit, amoniac. Chính vì được ứng dụng nhiều mà nhu cầu về khí hidro ngày càng tăng, vậy điều chế hidro h2 ra sao, cách làm khí hidro như thế nào?

Khí Hidro hóa lỏng

Cách tạo ra khí hidro – điều chế h2

Con người luôn tìm cách điều chế h2 hay cách tạo ra khí hidro mặc dù hydro tồn tại rất nhiều trên trái Đất. Tuy vậy nó chủ yếu ở dạng phần tử hay là một phần của các hợp chất khác như nước. Vì vậy phải tách hidro từ nước hay từ các hợp chất ra trước khi sử dụng.

Khí Hydrogen có thể được sản xuất từ ​​nhiều nguồn tài nguyên khác nhau, bao gồm cách tạo khí hydro đơn giản từ nhiên liệu hóa thạch, sinh khối và điện phân nước thành hydro. Tác động lên môi trường và hiệu suất năng lượng của khí hydro phụ thuộc vào cách thức sản xuất tạo ra nó.

Cách điều chế hidro trong công nghiệp:

Điều chế hidro

Một số cách điều chế hidro trong công nghiệp được dùng phổ biến như: Điện phân nước, dùng than khử oxi của H2O trong lò khí than, điều chế H2 từ khí tự nhiên, khí dầu mỏ,….

Cách tạo ra khí hidro từ khí thiên nhiên:

Khi cho các khí tự nhiên phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao sẽ cho sản phẩm là khí tổng hợp, carbon monoxide, một lượng nhỏ carbon dioxide và hỗn hợp của hydro.

Carbon monoxide sẽ phản ứng với nước để tạo ra thêm H2. Cách tạo ra khí hidro này là rẻ và hiệu quả nhất, được dùng phổ biến nhất. Cách điều chế hidro đơn giản bằng hơi nước chiếm phần lớn lượng khí H2 được sản xuất hàng năm trên thế giới.

Một loại khí tổng hợp chứa hydrogen và carbon monoxide cũng được tạo ra bằng cách cho than hoặc sinh khối phản ứng với hơi nước và khí oxy ở nhiệt độ cao trong máy nén khí áp suất, chuyển thành những thành phần khí.

Một quá trình gọi là khí hóa hay hidro hóa bằng cách phản ứng với hơi nước để phân tách hydro.

Điện phân nước thành hydro (water electrolysis):

Đây là cách làm khí hidro bằng dòng điện phân tách nước thành khí hydro và oxy. Nếu dòng điện được sản xuất từ nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời hay gió. Khí hydro thu được này là tái tạo.

Cách điều chế hidro bằng cách thay đổi chất lỏng tái tạo:

Các nhiên liệu lỏng tái tạo được dùng như ethanol sẽ được cho phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao để tạo ra khí hydro gần điểm sử dụng cuối cùng.

Cách tạo ra khí hidro nhờ quá trình lên men:

Sinh khối sẽ được chuyển đổi thành nguyên liệu giàu đường từ đó có thể lên men để điều chế hidro.

Một số phương pháp điều chế h2 khác đang được nghiên cứu và phát triển:

  • Cách thu khí hidro bằng nhiệt phân nước: Nhiệt độ cao do năng lượng điện mặt trời hoặc lò phản ứng hạt nhân sẽ tạo ra phản ứng hóa học để phân chia nước để điều chế hidro.
  • Phân tách nước từ photobiological: Các vi sinh vật như tảo xanh sẽ tiêu thụ nước khi có ánh sáng mặt trời và tạo ra khí hydro như một loại sản phẩm phụ.
  • Hidro điều chế từ nước nguyên chất: Các hệ thống quang điện hóa sẽ tạo ra khí hydro từ nước bằng chất bán dẫn đặc biệt và năng lượng mặt trời.

Khí hydro hiện nay được cung cấp như thế nào?

khí hydro tinh khiết

Hiện nay, khí hydro được phân phối cho khách hàng và các đại lý, các đơn vị tiêu thụ thông qua ba phương pháp:

  • Đường ống dẫn: Đây là cách rẻ nhất để các đơn vị sản xuất cung cấp khối lượng lớn hydro.
  • Bình khí nén, bình khí H2: Vận chuyển khí hydro cho các đơn vị hay người tiêu dùng có nhu cầu ít.
  • Bồn hydro hoá lỏng: Quá trình hoá lỏng cho phép vận chuyển khí hydro một cách hiệu quả hơn.

Ứng dụng của nhiên liệu Hydro

Ứng dụng của khí hidro

Hydro được đánh là nguồn nhiên liệu an toàn, không gây bất cứ sự cố về môi trường nào như nguồn năng lượng hạt nhân từng gây ra nhiều vụ rò rỉ phóng xạ trong nhiều năm gần đây.

Nhiên liệu hydro có thể dùng để cung cấp cho động cơ tên lửa, ô tô, thuyền hay máy bay. Các ứng dụng tế bào nhiên liệu di động hay các ứng dụng tế bào nhiên liệu cố định, cung cấp năng lượng cho các động cơ điện.

Hydro được sử dụng để sản xuất điện dùng thay nhiên liệu hóa thạch trong các pin nhiên liệu (fuel cell). Pin nhiên liệu này sẽ hoạt động theo nguyên lý ngược lại với quá trình sản xuất hydro.

Có nghĩa là nếu nguyên liệu nước được cung cấp 1 mức năng lượng cần thiết sẽ xảy ra quá trình tạo ra khí hydro và oxy. Thì ngược lại nếu cho 2 loại khí hydro và oxy kết hợp lại trong một điều kiện nhất định thì chúng ta sẽ thu được nước và một khối năng lượng tương ứng và đó là điện năng.

Hydro và pin nhiên liệu là chìa khóa giải quyết vấn đề ô nhiễm bầu khí quyển và giảm tối đa sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Liên hệ với chúng tôi nếu có thắc mắc về cách tạo ra khí hidro hay 5 cách điều chế hidro trong công nghiệp và khi cần mua khí H2.

>> Bạn cần biết: Bom hydro – vũ khí nguy hiểm hơn bom nguyên tử