Den cracking av vann er en prosess som resulterer i den dissosiasjon av hydrogen og oksygen fra vann, atomene som utgjør den vannmolekylet H 2 O.ved termolyse , elektrolyse eller radiolysis . Den termokjemiske reaksjonen begynner ved høy temperatur (mellom 850 og 900 ° C ) og blir fullført rundt 2500 ° C .
Resultatene av nedbrytningen av et vannmolekyl nedenfor:
H 2 O → H 2 + 1 ⁄ 2 O 2er etablert som følger for en mol vann:
Den totale balansen er derfor en absorpsjon av:
920 - 432 - 247 = 241 kJ .Dermed krever produksjonen av to gram hydrogen ved å sprekke ett mol vann (uten å ta hensyn til tap) tilførsel av 241 kJ , eller 120.500 kJ for å produsere 1 kg hydrogen eller 33,5 kWh / kg hydrogen. Denne verdien tar ikke hensyn til den ekstra energien som kreves for å bringe vannet til sprekkende temperatur, hvorav en del nødvendigvis går tapt.
Den spaltning av vann er allerede utført på en industriell skala ved alkalisk elektrolyse ved 90 ° C , men er ennå ikke er konkurransedyktig med produksjon av hydrogen ved katalytisk reformering av metan , med unntak for anvendelser som krever meget ren hydrogen. . Produksjonen av energien som kreves for sprekkdannelse, for at den skal bli et reelt økologisk gjennombrudd, bør bruke en primær energikilde som er så ren som mulig.
Den atomsektoren synes å tilby de mest lovende veier for å date . Faktisk kan ny generasjons kjernefysiske reaktorer , fremdeles i designfasen, tillate dobbelt bruk av varme fra kjernefisjon , ved fellesproduksjon av elektrisitet og hydrogen. Den kjernereaktor av den type som høytemperaturreaktor (HTR eller "høy temperatur reactor") eller høy temperatur gasskjølte reaktor (HTGR eller "høy temperatur gasskjølte reaktor") gjør det mulig å tenke seg andre alternativer enn elektrolyse alkalisk, hvis de er bygget. De vil da levere brenselceller , spesielt for mobile applikasjoner (bil, mobiltelefon, bærbar PC, etc. ).
I 2010 i Japan, RIKEN annonsert at det arbeidet med en ny metode for dekomponering av vannmolekylet (H 2 O), noe som gjør det mulig å velge reaksjonsproduktene (OH- og H + eller O og H- 2 ). Fremgangsmåten anvender som katalysator en enkelt krystall av sølvbelagt infrananométrique et lag (tykkelse atom) magnesium oksyd (MgO normalt isolerende, men blir ledende mono-atomisk lag, er det her vist mer effektiv enn platina ). Denne MgO-katalysatoren produseres ved å fordampe magnesium i et oksygenert miljø. Når det er sterkt avkjølt (til −268,45 ° C eller 4,7 K ), sprekker vann ved kontakt hvis det bombes med elektroner (for eksempel via et tunnelmikroskop ). Når disse elektronene har en energi som overstiger 1,5 eV , kan vannmolekylet bli eksitert elektrisk av elektronene og deretter spontant miste sine to hydrogenatomer. Ellers får elektronbombardementet vannmolekylet til å vibrere. Denne vibrasjonen er lengre enn tidsintervallet som skiller ankomsten av to elektroner, hvert elektron forsterker vibrasjonstilstanden forårsaket av den forrige, noe som øker vibrasjonen til en oksygen-hydrogenbinding går i stykker : vannmolekylet mister et enkelt hydrogenatom. Det neste trinnet som kunngjøres er studiet av innflytelsen av tykkelsen på katalysatoren;
Vi er også prøver å fremstille meget små hydrogen brenselceller kraft mikroelektronikk og ulike mikromaskinene , mikro- eller nanosensorer , etc. Andre veier gjelder sprekker i vann ved fotokatalyse .
"Knekke vannet" består i å produsere to gasser ( hydrogen og oksygen ) som kan reagere med hverandre på en meget eksplosiv måte . Reaksjonen må derfor skje under sikkerhetsforhold som er tilpasset risikoen .
Prosesser:
Andre: