水素を生成するために使用される材料

水素は、自然界で最も単純で最も広く分布している要素です。水と空気を含む地球の地殻の約1％を構成します。水素は、主に炭化水素化石燃料からの化学プロセスによって生成されます。水素は、藻類の生体分クターでの生物産生を通じて水からの抽出、または化学物質（つまり、化学物質の還元）、電気（つまり電気分解）、および熱（つまり、熱分解）を使用することで生成することもできます。ただし、これらの方法は、水素ガスのバルク生産に関しては広く使用されていません。

1. 炭化水素から

   • 炭化水素化合物からの水素の生産方法には、塩基と炭化水素化合物を組み合わせることが含まれます。これは、主要製品として水素ガスを解放する反応に続くものです。反応は、反応混合物に対する触媒および/または水によって加速することができます。このように生成された水素ガスは、約80％純粋です。炭化水素変換は、副産物として有害な二酸化炭素ガスも生成します。この酸化炭素は分離して適切に廃棄できます。

   電気分解による

   • 水素ガスは、少量の酸またはアルカリを含む水の電気分解により、水素イオンからも得られます。 1つの方法には、ニッケル電極を備えた水酸化バリウム溶液の温かく飽和溶液の電気分解が含まれます。水の電解によって生成される水素ガスは非常に純粋です。水素ガスの世界生産の約18％は、この電気化学的方法によって得られます。このプロセスは、電気が安い場合に経済的に実現可能になる可能性があります。好ましい実施形態では、風力タービン、太陽光発電細胞、水力などの再生可能エネルギー源は、より経済的で汚染のない水素ガスの生産に使用される場合があります。

   金属の作用による水素の調製

   • 水素は、多くの金属、すなわちリチウム、ナトリウム、カリウムによって酸または水の水溶液から解放されます。電気化学シリーズの水素に続きます（つまり、電気化学シリーズの金属は、還元の容易さ、または電子を失う能力を高めるために配置されます）。したがって、すべてのアルカリ金属は水に対する暴力と反応し、室温でも酸溶液に爆発的に反応します。

     実験室規模では、水素を調製する通常の方法は、金属亜鉛に対する希薄硫酸の作用に基づいています。

   水ガスから

   • 蒸気が赤熱炭素の上に通過すると、水ガスが進化します。 400度Cの触媒プロモーターとしての鉄触媒または酸化コバルトの存在下での蒸気の混合物中の水ガスは、二酸化炭素と水素ガスの混合物に変化します。この混合物から、20大気圧力の下で水中の吸収を通じて二酸化炭素を除去することにより、水素ガスが抽出されます。

   鉄の蒸気の作用

   • 1つの大規模な工業規模では、水素ガスは蒸気と鉄の間の反応によって生成されます。蒸気は赤熱した鉄の上に通過します。鉄は、水ガスまたはその他の還元ガスで加熱することで再生され、再び使用されます。