A. 吸氫機的工作原理是什麼
實驗室使用的鹼性電解槽和聚合物膜電解槽產生氫氣。
1、用鹼性電解槽制氫
鹼性電解槽主要由電源、電解槽、電解液、陰極、陽極和隔膜組成。電解液為氫氧化鉀溶液（KOH），濃度為20%～30%；隔膜主要由石棉構成，主要起分離氣體的作用，而兩個電極主要由金屬合金構成。
它的主要工作原理是：在陰極，水分子被分解成氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-）。氫離子得到電子產生氫原子，進而產生氫分子（H2）；離子（OH-）在陽極和陽極之間電場力的作用下穿過多孔隔膜，到達陽極，在那裡失去電子生成水分子和氧分子。
電解槽內的導電介質為氫氧化鉀水溶液，兩極室的隔板為航天電解設備的優質隔膜，與端板一體的耐腐蝕、傳質良好的柵電極形成電解槽。對兩極施加直流電後，水分子立即在電解槽的兩極發生電化學反應，在陽極產生氧氣，在陰極產生氫氣。反應式如下： 陽極：2OH--2e → H2O+1/2O2↑ 陰極：2H2O +2e →2OH- +H2↑ 總反應式：2H2O → 2 H2↑ +O2↑
2. 高分子薄膜電解槽制氫
聚合物膜電解槽（PEM）制氫，有些地方也稱為固體聚合物電解質（SPE），用於水電解制氫。這個原理不需要電解液，只需要純水，比鹼性電解槽更安全。電解槽效率可達85%以上。然而，由於在電極處使用鉑和其他貴金屬，因此薄膜材料也是昂貴的材料。 PEM電解槽目前難以大規模投入使用。
其主要工作原理是：向膜電極組件供給去離子水，在陽極側發生氧、氫離子和電子反應；電子通過電路轉移到陰極，氫離子以水合（H+XH2O）的形式通過離子交換膜到達陰極；
制氫技術
化石能源制氫技術相對成熟，可滿足大規模用氫需求；制氫技術正在轉向可再生能源制氫。
工業制氫技術主要包括以煤、天然氣、石油等為原料催化重整制氫，氯鹼、鋼鐵、焦化、生物質氣化或垃圾填埋氣等工業副產品制氫生物制氫，利用電網供電或未來直接利用可再生能源電解水制氫；處於實驗室階段但潛力巨大的有光催化分解水、高溫熱化學裂解水、微生物催化等先進制氫技術。
催化重整、工業副產品和生物質制氫是目前氫氣的主要來源，但存在二氧化碳排放問題。通過電解可再生能源的水產生的氫氣可以獲得零排放的氫氣。電解制氫可分為鹼性電解（AEC）、固體聚合物電解（SPE）和固體氧化物電解（SOEC）。
B. 國內的吸氫機工作原理是什麼樣的
吸氫機其工作的主要原理是：去離子水被供到膜一電極組件上，在陽極側反應析出氧氣、氫離子和電子；電子通過電路傳遞到陰極，氫離子以水合的形式(H+XH20)通過離子交換膜到陰極；在陰極，氫離子和電子重新結合形成氫氣，同時，部分水也帶到了陰極。
化石能源制氫技術比較成熟，可以滿足規模用氫需求；制氫技術正向可再生能源制氫轉變。
一、工業制氫技術主要有以煤、天然氣、石油等為原料的催化重整制氫，氯鹼、鋼鐵、焦化等工業副產物制氫，生物質氣化或垃圾填埋氣生物制氫，採用網電或未來直接利用可再生能源電力電解水制氫；處於實驗室階段但潛力大的有光催化分解水、高溫熱化學裂解水和微生物催化等先進制氫技術。
二、氫氣發生器電解槽 電解槽類型一般有：鹼性電解槽、基於離子交換技術的聚合物薄膜電解槽和固體氧化物電解槽。
1、實驗室中使用的鹼性電解槽制氫和聚合物薄膜電解槽制氫。
2、鹼性電解槽是最常用、技術最成熟、也最經濟的電解槽，並且易於操作，在目前廣泛使用，但缺點是其效率最低。
3、鹼性電解槽制氫的特點是：氫氧根離子（OH-）在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜。
4、鹼液電解制氫工作原理是傳統隔膜鹼液電解法。電解槽內的導電介質為氫氧化鉀水溶液，兩極室的分隔物為航天電解設備用優質隔膜，與端板合為一體的耐蝕、傳質良好的格柵電極等組成電解槽。
三、聚合物薄膜電解槽制氫 聚合物薄膜電解槽制氫（PEM），一些地方也稱之為固體聚合物電解質（SPE）水電解制氫。該種原理不需電解液，只需純水，比鹼性電解槽安全，電解槽的效率可以達到85％或以上，但由於在電極處使用鉑等貴重金屬，薄膜材料也是昂貴的材料，故PEM電解槽目前還難以投人大規模的使用。 聚合物薄膜電解槽制氫的特點是：氫離子（H+）在陰、陽極之間的電場力作用下穿過離子交換膜。
四、1、目前氫氧呼吸機的功效主要用於腫瘤等疾病的輔助治療；
2、氫氧呼吸機的原理與構造主要有兩種，傳統鹼性AEC制氫和質子膜SPE制氫，對應的是吸氫機制氫結果。
C. 工業制氫氧化鈉
工業上氫氧化鈉製法
oheask LV92013-04-16
RT
滿意答案
wwmocmhi
LV9
2013-04-17
氫氧化鈉主要是由電解法電解氯化鈉水溶液製得，2NaCl+2H2 O==（通電）H2↑+Cl2 ↑+2NaOH 也可以通過化學法（苛化法）利用石灰乳與純鹼(Na2 CO3 )水溶液反應製得。化學法製得的燒鹼純度低，經濟效益差，目前只在少數國家有小規模生產。
各種方法生產的50％或73％氫氧化鈉溶液在降膜蒸發器內，用450℃熔融載熱體間接加熱,並加入蔗糖之類的還原劑，去除氯酸鹽雜質，可進一步濃縮，也可以在含鎳鑄鐵鍋內用直火加熱，蒸發濃縮成為熔融的無水氫氧化鈉。用鑄鐵鍋熬鹼時，加入少量硝酸鈉將雜質氧化，並加適量硫磺調色。熔融的氫氧化鈉可直接加入鐵桶凝成為整塊固鹼，也可經結片機或造粒塔製成片狀或珠、粒狀固鹼。商品氫氧化鈉有固體和液體兩種，簡稱固鹼和液鹼，後者有73％、50％、45％、42％和30％等規格。
由於氫氧化鈉生產工藝不同，使用要求不一，工業產品分為標准級和人造絲級。標准級含鹽量較高，隔膜法生產的50％液鹼含NaCl 1.0％～1.1％,供一般使用；人造絲級含鹽及其他雜質均較少，水銀法50％液鹼含NaCl在 50ppm以下，適合製造人造絲以及再生離子交換樹脂的需要。
D. 怎樣電解氯化鈉，才能得到氫氧化鈉步驟
用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，可生成氫氧化鈉。
正極：2Cl- -2e- = Cl2↑，負極：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-。
總反應為：2Cl- + 2H2O = H2 + Cl2 + 2OH-
但要想製得純的氫氧化鈉溶液，就必須用離子交換膜。
E. 有關實驗室模擬光合作用以及制備氫能源的問題
光合作用給我們的啟示——模擬光合作用獲得氫能源
綠色植物不費任何力氣，就能生長，並實現了自然界中最重要的兩個轉變：光能轉變為化學能；無機物變為有機物。綠色植物的光合作用給了我們什麼啟示？
在人類面臨能源危機的今天，各國科學家都在尋求新能源，氫便是人們追求的一種理想的新能源。因為地球上有大量的水，它是人們取之不盡的氫原料。而且，氫的燃燒生成物是水，因此它是絕對干凈無公害的能源。然而，真正要把氫作為燃料，還是一件艱苦的任務。因為地球上，並不存在可以直接利用的氫，而製造氫本身往往又要消耗能量。而且，取得這些能量也可能帶來污染。因此能否開發出便宜的無污染的製造氫的方法，便成為能否用氫作為理想能源的關鍵。人類為此已經走了漫長的路程，最近開始露出曙光。
（1）尋求制氫方法的過程
你知道人們製取氫的方法有哪些？
人類制氫的歷史可以追溯到200年前，那時發明了對鐵、鋅等金屬加稀硫酸、稀鹽酸等酸類以生產氫的過程。這一方法現在還在實驗室使用，但沒有工業生產的價值。最初工業規模生產氫的方法是分解粗汽油和天然氣的方法，其產物氫也不是用做普通燃料，而是用於酒精提煉以及製造氨、酒精等工業產品。只是到了20世紀70年代，出現石油危機時，人們才想到把氫作為能源。因此，從水中分離出氫這一主要的制氫方法才受到人們的注意。
普通的水電解法要使用KOH等鹼性物質作為電解質加入水中，使水導電才能電解。用此方法制氫，需要消耗大量的電能。而用火力發電的方法同樣造成污染，而且還要佔用大量生產用地。因此開發了利用固體的高分子電解質水解技術。由於它所用的離子交換膜可以重疊到上千層，因此佔地面積大為縮小，但要日產1 200噸氫，仍要佔地一萬多平米。
此外，還開發了利用煤粉同氧作為完全反應以生產CO，再用CO同水蒸氣反應生成氫的方法。但是，這種方法以煤為原料，煤本身就是不可再生的化石燃料，何況對生成的氫還要花巨資來脫硫。顯然不能用它來生產氫以作為普通燃料。
最近，還開發了利用核反應堆作為熱源的熱化學來分解水以製造氫的技術。若單純靠加熱使水分解，需要2 500 ℃高溫。若用觸媒也要950 ℃。提供這樣的高溫，世界上任何一個核反應堆都未實現過，其安全性也另人擔心，何況核廢料的處理也是麻煩問題，同干凈能源正好背道而馳。
經歷了長期的艱辛尋找後，最近找到了用人工光合成方法使用水製造氫的技術，它以太陽作為能源，以水作為燃料，實現了人類追求理想能源的目標：一可取之不盡、用之不竭；二絕對干凈，不污染環境。
（2）人工光合成取得的突破
人工光合成是日本莰次大學金子正夫教授開發出來的制氫新技術，它模擬植物的光合作用。植物用根吸收水，利用陽光將其分解為氫和氧，再用氫同空氣中的CO2合成碳水化合物，這便是植物的光合作用的基本過程。模仿自然界這一能量循環過程，但只要其中取出氫的一部分（光反應），而不要氫同二氧化碳起反應的部分，這便是人工光合制氫的基本思路。
這一過程分為兩個階段：首先，分解水取出其中的電子；其次利用太陽能，提高電子能量，使其同水分解產生的氫離子起光合作用以獲得氫。結果和水的電解一樣，也能從水中奪得氫，只不過這時不用電能而用太陽能。
人工光合成制氫面對兩個難題：一是如何從兩個水分子中取出四個電子，同時生成一個氧氣分子和四個氫離子。通常工業中的化學反應只取出一個電子，只為一電子反應。就是鉛蓄電池為代表的反應，也只是二電子反應。而一下子取出四個電子的四電子反應是很難的。對植物來說，由於存在能促使發生這種反應的蛋白質，所以，進行四電子反應的光合作用並不難。然而，要用合成化學的方法實現它卻是困難重重。因此，解決這一難題的焦點是尋找能促使這一反應的觸媒。
經過調查，覺得應從絡合物取得突破，而且覺得應從具有兩個以上的金屬離子的多核絡合物取得突破。因為，要同四個電子起反應，需要至少兩個金屬離子。因此，採用「四二吡啶次μ·氧鉻·次錳」這樣的觸媒活性物質。偶爾一次把過多的絡合物倒入水中，居然出現了奇跡，分解出了氧，說明已起到了分解水的觸媒作用。
研究表明，因為這種絡合物只有取出兩個電子的能力，所以，無法促使生物電子反應。而倒入大量絡合物時，由於不能完全溶解，一部分絡合物成固體存在於水溶液中，使某些部分濃度較高，因而，一下子能夠奪取四個電子。這說明，不是水溶液，而是固體狀態下的絡合物才容易呈現觸媒活性，這可以說是一大發現。
技術上的第二個難題是如何使光能刺激的電子同氫離子結合為氫。因為光刺激反應過程非常快，反應速度以飛秒（10-15 s）計，而且，一瞬間，電子便要返回低能狀態。可是，使水分解成氫離子和氧的過程很慢，以毫秒計，二者相差一萬億倍。如何使這樣差別極大的過程銜接起來，並非易事。植物由葉綠素來完成這一作用。在人工光合成中，最後找到頂替高分子隔膜的硫化鎘半導體來完成這一作用。這樣，便可在光照條件下，進行兩個過程銜接起來的人工光合成的實驗。雖然，在實驗單元的電極表面獲得微量的氫，按制出的氧和氫來計算，光能的利用效率為15%～10%。因為實驗用人工光，如改用自然光，效率還會大大降低。但是，無論如何，它已證明了能夠用近似於植物的方式人工光合方法制氫，這是了不起的突破。為人類利用氫作為理想能源跨出了第一步。現在人們希望能夠在本世紀內建立較完善的這種制氫的系統。
F. 什麼是水電解制氫
水電解制氫是目前應用較廣並且比較成熟的制氫方法之一。用水作原料制氫的過程實際上是氫與氧燃燒生成水的逆過程，因此只要提供一定形式的能量，就可以使水分解。利用電能使水分解生產氫氣的效率一般在75%～85%，這種制氫方法工藝過程比較簡單，也沒有污染，但是要消耗很多電，一般每立方米氫氣耗電4～5.5度，因此從節約能源方面考慮，這種制氫方法受到一定的限制。
目前水電解的工藝、設備均在不斷地改進：對電解反應器電極材料的改進，以往電解質一般採用強鹼性電解液，近年開發採用固體高分子離子交換膜為電解質，且此種隔膜又起到電解池陰陽極的隔膜作用；在電解工藝上採用高溫高壓參數以利反應進行等。
目前，我國有很多各種規模的水電解制氫裝置，但均為小型電解制氫設備，其目的都是製得氫氣做原料而不是作為能源。對於電解反應中的電極過程、電極材料等方面的課題，南開大學、首都師范大學等單位均曾開展過研究，隨著氫能應用的逐步擴大，水電解制氫方法必將得到發展。
以水為原料的熱化學循環分解水制氫方法，避免了水直接熱分解所需要的高溫且可降低電耗，受到人們的重視。該方法是在水反應系統中加入一中間物，經歷不同的反應階段，最終將水分解為氫和氧，中間物不消耗，各階段反應溫度都較低。
近些年，國際上已經先後研究開發了20多種熱化學循環法，有的已進入中試階段。我國水力資源豐富，利用水力發電電解水制氫有一定的發展前景。
G. 目前工業上電解水制氫用的鹼性離子交換膜主要有哪些
我以前的工作單位就是使用這種原理制液鹼，氫氣，氧氣的；用的是日本進口（株式會社）陰陽極離子交換膜，價位在1-2萬人民幣之間一張，這種進口膜的使用還是很普遍的，另外中化旗下的藍星似乎也有這類產品，
H. 該小組同學模擬工業上用離子交換膜法制燒鹼的方法，那麼可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來製取氫氣、氧
①電解時，來陽極上失自電子發生氧化反應，溶液中的氫氧根離子的放電能力大於硫酸根離子的放電能力，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH--4e-=2H2O+O2↑；陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動，所以通過相同電量時，通過陰離子交換膜的離子數小於通過陽離子交換膜的離子數．
故答案為：4OH--4e-=2H2O+O2↑；＜．
②氫氧化鉀在陰極生成，所以在D口導出；氧氣在陽極生成，且氧氣是氣體，所以從B口導出．
故答案為：D，B．
③通電開始後，陰極上氫離子放電生成氫氣，氫離子來自於水，所以促進水的電離，導致溶液中氫氧根離子的濃度大於氫離子的濃度，所以溶液的PH值增大．
故答案為：H+放電，促進水的電離，OH-濃度增大．
④燃料原電池中，燃料在負極上失電子發生氧化反應，氧化劑在正極上得電子發生還原反應，該燃料原電池中，氧氣是氧化劑，所以氧氣在正極上得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-．
故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-．