1. Steam Reforming:si tratta di un processo industriale ampiamente utilizzato per la produzione di idrogeno. Nello steam reforming, un alcano (come il metano) viene fatto reagire con vapore ad alta temperatura in presenza di un catalizzatore. Il 反応 converte l'alcano in idrogeno, monossido di carbonio e una piccola quantità di anidride carbonica. La reazione complessiva per lo steam reforming del metano è:
CH₄ + H₂O → CO + 3 H₂
2. Reforming catalitico:il reforming catalitico è un processo utilizzato nelle raffinerie di petrolio per convertire gli alcani a basso numero di ottano in componenti della benzina ad alto numero di ottano. Durante questo processo, gli alcani vengono fatti reagire con l'idrogeno in presenza di un catalizzatore, come platino o renio. Ciò si traduce nella scissione dei legami carbonio-carbonio e nella formazione di composti più ramificati e aromatici, insieme all’idrogeno come sottoprodotto.
3. Ossidazione parziale:l'ossidazione parziale è un processo in cui un alcano viene fatto reagire con l'ossigeno in modo controllato per produrre una miscela di idrogeno, monossido di carbonio e acqua. La reazione avviene ad alte temperature e comporta la parziale combustione dell'alcano. La reazione complessiva per l'ossidazione parziale del metano può essere rappresentata come:
2CH₄ + O₂ → CO + 2H₂ + H₂O
4. Pirolisi:la pirolisi è la decomposizione termica degli alcani in assenza di ossigeno. Quando un alcano è sottoposto ad alte temperature, si scompone in molecole più piccole, tra cui idrogeno, alcheni e carbonio. Il processo di pirolisi può essere utilizzato per produrre idrogeno, ma produce anche una miscela di altri prodotti, che richiedono ulteriore separazione e purificazione.
5. Gassificazione:la gassificazione è un processo termochimico che converte materiali carboniosi, come gli alcani, in una miscela di gas, tra cui idrogeno, monossido di carbonio e anidride carbonica. La gassificazione comporta la reazione dell'alcano con un agente gassificante, come aria, ossigeno o vapore, a temperature elevate. La reazione complessiva di gassificazione del metano è:
CH₄ + 2H₂O → CO₂ + 4 H₂
La scelta del processo per la produzione di idrogeno dagli alcani dipende da vari fattori, tra cui la materia prima specifica dell'alcano, la purezza desiderata dell'idrogeno, la scala di produzione e considerazioni economiche.
