Production de dihydrogène

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Extrait

Production de dihydrogène (fiche - Terminale S)

Objectifs Présenter les méthodes les plus utilisées de nos jo urs pour produire industriellement du dihydrogène. Insister sur les caractéristiques (avantages/inconvénients) des méthodes employées. Définir la notion de vecteur énergétique. La combustion du dihydrogène (H ) dans le dioxygène (O ) est non-polluante; elle ne 2 2 produit que de l’eau, selon la réaction suivante : . Il est donc considéré comme un carburant d’avenir.

Cependant, ledihydrogène n’est quasiment pas présent sur Terre à l’état naturel, à la différence de l'élément hydrogène qui est omniprésent. Mais comment le dihydrogène est-il produit dans l’industrie? 1. Vaporeformage Levaporeformageest la technique la plus utilisée industriellement. Elle sert à la production du dihydrogène. Basée sur la décompositi on d’hydrocarbures (de la forme C H ), cette réaction se déroule en2 étapes: n m

Étape 1 Cette étape se déroule à hautes températures (1000 °C environ), et sous une pression de 20 à 30 bars. Par exemple, 1 molécule de méthane ( avec et ) et 1 molécule d'eau (H O) produisent 1 molécule de monoxyde de carbone (CO) qui réagira au cours de la 2 deuxième étape.

Étape 2 Le monoxyde de carbone ainsi formé réagit à son tou r avec l'eau (pour former du dioxyde de carbone et du dihydrogène) selon l'équation suivante:

Cette étape est possible à des températures plus ba sses (environ 130 °C).

Le monoxyde de carbone esttoxique, mais il n’en reste plus à la fin de la réaction: on appelle ce composé unintermédiaireréactionnel.

Globalement,la réaction de vaporeformages’écrit :

Ce procédé de fabrication de dihydrogène nécessite :

•unapportd’énergiesous forme de chaleur (brûleur) afin que les condi tions requises