㈠ 電解水制氧制氫的問題
這個想法很大膽,很有創造性,可惜是行不通的。原因在於:
1、車載電源是汽車發動機專帶動發電屬機發電以後充進去的,再用來電解水,經過幾次反復肯定損失不少能量,經濟上不合理。不如直接利用發動機。
2、電解產生氫氣提供給發動機,那麼你就要增加一個氫能源的發動機,增加成本很大,而因為產生的氫氣很少而不值得。
3、電解水在現在來說,還是耗能很大的,你的車載電源能力有限,無法滿足需要。
再說點別的,目前的氫能源汽車,主要還是利用其他工廠的副產氫氣。如果專門製取還是沒有經濟價值的。還需要研究出新型高效催化劑,再利用我們目前無法直接利用的能源(如荒無人煙的沙漠、海洋等地方的太陽能)電解水,才可能比較實際。
㈡ 電解水制氫氣的缺點是什麼。。。。。。
對水的純度要求較高,防止雜質離子放電,產生別的物質,同時產生的氫氣具危險性。而且純凈水很難導電,還需要消耗大量的電能,氫氣的速率慢
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㈢ 電解水制氫安全嗎
很安全(因為生成的氫氣和氧氣不會混合在一起的,它們分別在兩個電極上得到,所以很安全),就是耗能多,效率低,不能大面積推給。
理解請及時採納!!祝你學習進步!!
㈣ 電解水制氫氣的缺點是什麼.
對水的純度要求較高,防止雜質離子放電,產生別的物質,同時產生的氫氣內具危險性.而且純容凈水很難導電,還需要消耗大量的電能,氫氣的速率慢
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㈤ 物理制氫的缺點
隨著技術的不斷進步,制氫的方法越來越多,其中比較常見的有以下幾種,分別是工業副產物制氫、電解水制氫、甲醇重整制氫以及化石燃料制氫。
1、工業副產物制氫:焦爐氣制氫技術是採用變壓吸附的工藝,從煉焦行業副產的焦爐氣中提取純氫,其基本原理是利用固體吸附劑對氣體的吸附具有選擇性,以及氣體在吸附劑上的吸附量隨其分壓的降低而減少的特性,實現氣體混合物的分離和吸附劑的再生,達到提純制氫的目的。
2、電解水制氫:氫氣還能夠通過傳統的電解水法獲得,但這種方法由於能耗過高,除已建成裝置外,已少有新建裝置。
3、甲醇重整制氫:甲醇水蒸汽重整是國外20世紀80年代興起的一種制氫技術,加拿大、英國、澳大利亞等國家在這方面進行了大量研究,該制氫工藝非常成熟,是國內小型化移動甲醇制氫的先驅企業,並已經將該技術與燃料電池發電技術高度集成,成功應用在新能源汽車、通訊基站等領域,應用前景非常好。
4、化石燃料制氫:化石燃料制氫是傳統的制氫方法,也是制氫的老工藝,但仍然離不開對化石燃料的依賴,並且會排出二氧化碳等溫室氣體,一般用於制氫的化石燃料是天然氣。天然氣制氫的過程是:在一定的壓力和一定的高溫及催化劑作用下,天然氣中烷烴和水蒸汽發生化學反應。轉化氣經過沸鍋換熱、進人變換爐使C0變換成H2和CO2。再經過換熱、冷凝、汽水分離,通過程序控制將氣體依序通過裝有3種特定吸附劑的吸附塔,由變壓吸附(PSA)升壓吸附N2、CO、CH4、CO2,提取產品氫氣。
㈥ 電解水制氫時,為什麼析氧反應制約和限制了整個制氫過程
就是說,實際的電極反應在進行的時候,會發生陰極電位比理論值低,陽極電位比理論值高的情況,這就叫做過電位.如果陰極析出的是氫氣,就叫析氫過電位,析氧過電位也一樣.過電位是由於電極的極化而產生的,就是說實際的電極反應已經偏離了理想的電極反應.
析氫過電位(一定程度上)可以用塔菲爾常數衡量,塔菲爾常數越大,過電位越大.常見金屬塔菲爾常數較大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等.
詳細的東西我分兩部分講.
A.電化學有一個很有名的方程叫Nernst(能斯特)方程,大意是電極的電位與電極周圍的離子濃度有關,氧化形式的離子濃度越高,或還原形式的離子濃度越低,則電極的電位就越高,反之亦然.
B.實際的電極在工作過程中,會發生偏離理想電極模型的情況,這就叫極化.電極的極化有兩種:
1.濃差極化.由於實際電極反應要消耗附近的溶液的溶質(這是理想電極不考慮的),造成濃度下降,而溶液的濃度擴散不及時,導致電極周圍溶液濃度下降.對析氫電極(陰極),是氧化態濃度下降;對析氧電極(陽極),是還原態濃度下降.於是由Nernst方程,析氫電位會下降,而析氧電位會上升.
2.活化極化.由於電極反應並不是如理想中的那樣迅速,所以當電位達到理論電位,電極反應的速率卻仍然很慢.要使速率達到可觀的水平,必須升高電位,這就叫活化過電位,而這種效果在氣體的析出上非常明顯.塔菲爾(Tafel)認為活化過電位η與電流密度i有η=a+blgi的關系,其中a,b叫塔菲爾系數.不同金屬的b值相差不大而a相差明顯,因此常以a作為活化過電位大小的判據.
由於過電位的存在,因此在實際的電解操作中,要把這些問題也考慮進去.比如電解水,理論上O2/H2O的電位是1.23V,但實際上一般需要達到1.36V左右,這就是O2的析出存在活化過電位的結果.
㈦ 生產氫工藝方法優缺點比較
l、氫的產生途徑
1.1電解水制氫.
水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料制氫過程是氫與氧燃燒生成水的
逆過程,因此只要提供一定形式一定能量,則可使水分解。提供電能使水分解製得氫氣的效率一般在
75-85%,其工藝過程簡單,無污染,但消耗電量大,因此其應用受到一定的限制。利用電網峰谷差電解水制氫,作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富,利用水電發電,電解水制氫有其發展前景。太陽能取之不盡,其中利用光電制氫的方法即稱為太陽能氫能系統,國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉換能量效率的提高,成本的降低及使用壽命的延長,其用於制氫的前景不可估量。同時,太陽能、風能及海洋能等也可通過電製得氫氣並用氫作為中間載能體來調節,貯存轉化能量,使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電系統在低谷時富餘電能也可用於電解水制氫,達到儲能的目的。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計,但均為小型電解制氫設備,其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應用的逐步擴大,水電解制氫方法必將得到發展。
1.2礦物燃料制氫
以煤、石油及天然氣為原料製取氫氣是當今製取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝,並建有工業生產裝置。
(1)煤為原料製取氫氣
在我國能源結構中,在今後相當長一段時間內,煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及
減少對環境的污染是需不斷研究的課題,將煤炭轉化為氫是其途徑之一。
以煤為原料製取含氫氣體的方法主要有兩種:一是煤的焦化(或稱高溫干餾),二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下,在90-1000℃製取焦碳副產品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組成中含氫氣55-60%(體積)甲烷23-27%、一氧化碳6-8%等。每噸煤可得煤氣300-350m3,可作為城市煤氣,
亦是製取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下,與氣化劑反應轉化成氣體產物。氣化
劑為水蒸汽或氧所(空氣),氣體產物中含有氫有等組份,其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠,均以煤為原料,氣化後製得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點的取得氫源方法。採用OGI固定床式氣化爐,可間歇操作生產製得水煤氣。該裝置投資小,操作容易,其氣體產物組成主要是氫及一氧化碳,其中氫氣可達60%以上,經轉化後可製得純氫。採用煤氣化制氫方法,其設備費占投資主要部分。煤地下氣化方法近數十年已為人們所重視。地下氣化技術具有煤
資源利用率高及減少或避免地表環境破壞等優點。中國礦業大學餘力等開發並完善了"長通道、大斷
面、兩階段地下煤氣化"生產水煤氣的新工藝,煤氣中氫氣含量達50%以上,在唐山劉庄已進行工業性試運轉,可日產水煤氣5萬m3,如再經轉化及變壓吸附法提純可製得廉價氫氣,該法在我國具有一定開發前景.我國對煤制氫技術的掌握已有良好的基礎,特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地,為今後提供氫源創造了條件。我國自行開發的地下煤氣化制水煤氣獲得廉價氫氣的工藝已取得
階段成果,具有開發前景,值得重視。
(2)以天然氣或輕質油為原料製取氫氣
該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應轉化製得氫氣。主要發生下述反應:
CH4+H2O→CO+H2
CO+H2O→COZ+HZ
CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ
反應在800-820℃下進行。從上述反應可知,也有部分氫氣來自水蒸汽。用該法製得的氣體組
成中,氫氣含量可達74%(體積),其生產成本主要取決於原料價格,我國輕質油價格高,制氣成本貴,採用受到限制。大多數大型合成氨合成甲醇工廠均採用天然氣為原料,催化水蒸汽轉化制氫的工藝。我國在該領域進行了大量有成效的研究工作,並建有大批工業生產裝置。我國曾開發採用間歇式天然氣蒸汽轉化制氫工藝,製取小型合成氨廠的原料,這種方法不必用采高溫合金轉化爐,裝置投資成本低。以石油及天然氣為原料制氫的工藝已十分成熟,但因受原料的限制目前主要用於製取化工原
料。
(3)以重油為原料部分氧化法製取氫氣
重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工後的燃料油,重油與水蒸汽及氧氣反應製得含氫
氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。該法生產的氫氣產物成本
中,原料費約佔三分之一,而重油價格較低,故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置,用於製取合成氫的原料。
1.3生物質制氫
生物質資源豐富,是重要的可再生能源。生物質可通過氣化和微生物制氫。
(1)生物質氣化制氫
將生物質原料如薪柴、麥秸、稻草等壓製成型,在氣化爐(或裂解爐)中進行氣化或裂解反應可製得含氫燃料。我國在生物質氣化技術領域的研究已取得一定成果,在國外,由於轉化技術的提高,生物質氣化已能大規模生產水煤氣,其氫氣含量大大提高。
(2)微生物制氫
微生物制氫技術亦受人們的關注。利用微生物在常溫常壓下進行酶催反應可製得氫氣。生物質
產氫主要有化能營養微生物產氫和光合微生物產氫兩種。屬於化能營養微生物的是各種發酵類型的
一些嚴格厭氧菌和兼性厭氧菌)發酵微生物放氫的原始基質是各種碳水化合物、蛋白質等。目前已有
利用碳水化合物發酵制氫的專利,並利用所產生的氫氣作為發電的能源。光合微生物如微型藻類和
光合作用細菌的產氫過程與光合作用相聯系,稱光合產氫。
1.4其它合氫物質制氫
國外曾研究從硫化氫中製取氫氣。我國有豐富的H25資源,如河北省趙蘭庄油氣田開採的天然氣中H多含量高達90%以上,其儲量達數千萬噸,是一種寶貴資源,從硫化氫中制氫有各種方法,我國在90年代開展了多方面的研究,各種研究結果將為今後充分合理利用寶貴資源,提供清潔能源及
化工原料奠定基礎。
㈧ 電解水制氫反應慢,其中原因是
你用的水較為純凈,而純凈的水中缺少能自由移動的離子,導電性不好。
應在其中加入少量的硫酸或氫氧化鈉(就這兩樣,若是其他的離子化合物的話會發生發應的),這樣水中有自由移動的離子,水導電性強,反應速率就加快了。
㈨ 電解水制氫問題,急
制氫需要直流電源,變壓器後加整流裝置,也是可以的。交流電也能製造氫氣,只是得到的是氫氣和氧氣的混合氣體。普通自來水有點浪費電。