1. Riforma a vapore di gas naturale:
* Metodo più comune: Il gas naturale (principalmente metano) viene reagito con vapore ad alte temperature (700-1000 ° C) e pressioni in presenza di un catalizzatore di nichel.
* Reazione: CH₄ + H₂O → CO + 3H₂
* Ulteriore elaborazione: Il monossido di carbonio prodotto viene quindi convertito in anidride carbonica dalla reazione di spostamento del gas acqua, con conseguente maggiore idrogeno.
* Pro: Materia prima abbondante e relativamente economica a gas naturale.
* Contro: Emette anidride carbonica, un gas serra.
2. Elettrolisi dell'acqua:
* Metodo rinnovabile: L'acqua viene divisa in idrogeno e ossigeno usando l'elettricità.
* Reazione: 2H₂O → 2H₂ + O₂
* Pro: Produce idrogeno puro e può essere alimentato da fonti di energia rinnovabile.
* Contro: Processo ad alta intensità energetica, che richiede una quantità significativa di elettricità.
3. Ossidazione parziale degli idrocarburi:
* Simile alla riforma del vapore: Gli idrocarburi (come nafta o propano) vengono reagiti con ossigeno ad alte temperature, producendo idrogeno, monossido di carbonio e anidride carbonica.
* Pro: Utilizza una gamma più ampia di materie prime per idrocarburi.
* Contro: Produce anidride carbonica e richiede ulteriori passaggi di purificazione.
4. Gasificazione del carbone:
* Metodo tradizionale: Il carbone viene reagito con vapore e ossigeno ad alte temperature, producendo una miscela di gas, incluso l'idrogeno.
* Pro: Utilizza il carbone, una risorsa prontamente disponibile.
* Contro: Produce quantità significative di anidride carbonica e richiede fasi di purificazione complesse.
5. Gasificazione della biomassa:
* Metodo rinnovabile: La biomassa (legno, rifiuti agricoli) è gassificata per produrre una miscela di gas, incluso l'idrogeno.
* Pro: Utilizza risorse rinnovabili e riduce le emissioni di gas serra rispetto ai combustibili fossili.
* Contro: Richiede una tecnologia di gassificazione avanzata e si traduce in rese di idrogeno inferiori rispetto ad altri metodi.
6. Processi chimici:
* Reazioni chimiche specifiche: Alcune reazioni chimiche specifiche, come la reazione tra idrossido di sodio e alluminio, producono idrogeno come sottoprodotto.
* Pro: Può essere adattato a applicazioni specifiche.
* Contro: Spesso meno efficiente di altri metodi.
7. Produzione di idrogeno dai rifiuti:
* Tecnologia emergente: Sono in fase di sviluppo varie tecnologie per estrarre idrogeno da rifiuti solidi municipali, biogas o altri flussi di rifiuti.
* Pro: Offre un approccio sostenibile ed ecologico alla produzione di idrogeno.
* Contro: Ancora nelle prime fasi di sviluppo.
La scelta del metodo dipende da fattori come il costo, la disponibilità di risorse e la purezza dell'idrogeno desiderata. Vi è una crescente attenzione allo sviluppo di metodi rinnovabili e sostenibili per la produzione di idrogeno, come l'elettrolisi alimentata da energia rinnovabile e produzione di idrogeno dalla biomassa.
