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电解水制氢氧设备缺陷

发布时间:2021-12-17 13:30:47

㈠ 电解水制氧制氢的问题

这个想法很大胆,很有创造性,可惜是行不通的。原因在于:
1、车载电源是汽车发动机专带动发电属机发电以后充进去的,再用来电解水,经过几次反复肯定损失不少能量,经济上不合理。不如直接利用发动机。
2、电解产生氢气提供给发动机,那么你就要增加一个氢能源的发动机,增加成本很大,而因为产生的氢气很少而不值得。
3、电解水在现在来说,还是耗能很大的,你的车载电源能力有限,无法满足需要。
再说点别的,目前的氢能源汽车,主要还是利用其他工厂的副产氢气。如果专门制取还是没有经济价值的。还需要研究出新型高效催化剂,再利用我们目前无法直接利用的能源(如荒无人烟的沙漠、海洋等地方的太阳能)电解水,才可能比较实际。

㈡ 电解水制氢气的缺点是什么。。。。。。

对水的纯度要求较高,防止杂质离子放电,产生别的物质,同时产生的氢气具危险性。而且纯净水很难导电,还需要消耗大量的电能,氢气的速率慢

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㈢ 电解水制氢安全吗

很安全(因为生成的氢气和氧气不会混合在一起的,它们分别在两个电极上得到,所以很安全),就是耗能多,效率低,不能大面积推给。
理解请及时采纳!!祝你学习进步!!

㈣ 电解水制氢气的缺点是什么.

对水的纯度要求较高,防止杂质离子放电,产生别的物质,同时产生的氢气内具危险性.而且纯容净水很难导电,还需要消耗大量的电能,氢气的速率慢
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㈤ 物理制氢的缺点

随着技术的不断进步,制氢的方法越来越多,其中比较常见的有以下几种,分别是工业副产物制氢、电解水制氢、甲醇重整制氢以及化石燃料制氢。

1、工业副产物制氢:焦炉气制氢技术是采用变压吸附的工艺,从炼焦行业副产的焦炉气中提取纯氢,其基本原理是利用固体吸附剂对气体的吸附具有选择性,以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性,实现气体混合物的分离和吸附剂的再生,达到提纯制氢的目的。

2、电解水制氢:氢气还能够通过传统的电解水法获得,但这种方法由于能耗过高,除已建成装置外,已少有新建装置。

3、甲醇重整制氢:甲醇水蒸汽重整是国外20世纪80年代兴起的一种制氢技术,加拿大、英国、澳大利亚等国家在这方面进行了大量研究,该制氢工艺非常成熟,是国内小型化移动甲醇制氢的先驱企业,并已经将该技术与燃料电池发电技术高度集成,成功应用在新能源汽车、通讯基站等领域,应用前景非常好。

4、化石燃料制氢:化石燃料制氢是传统的制氢方法,也是制氢的老工艺,但仍然离不开对化石燃料的依赖,并且会排出二氧化碳等温室气体,一般用于制氢的化石燃料是天然气。天然气制氢的过程是:在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。转化气经过沸锅换热、进人变换炉使C0变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有3种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2,提取产品氢气。

㈥ 电解水制氢时,为什么析氧反应制约和限制了整个制氢过程

就是说,实际的电极反应在进行的时候,会发生阴极电位比理论值低,阳极电位比理论值高的情况,这就叫做过电位.如果阴极析出的是氢气,就叫析氢过电位,析氧过电位也一样.过电位是由于电极的极化而产生的,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应.
析氢过电位(一定程度上)可以用塔菲尔常数衡量,塔菲尔常数越大,过电位越大.常见金属塔菲尔常数较大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等.
详细的东西我分两部分讲.
A.电化学有一个很有名的方程叫Nernst(能斯特)方程,大意是电极的电位与电极周围的离子浓度有关,氧化形式的离子浓度越高,或还原形式的离子浓度越低,则电极的电位就越高,反之亦然.
B.实际的电极在工作过程中,会发生偏离理想电极模型的情况,这就叫极化.电极的极化有两种:
1.浓差极化.由于实际电极反应要消耗附近的溶液的溶质(这是理想电极不考虑的),造成浓度下降,而溶液的浓度扩散不及时,导致电极周围溶液浓度下降.对析氢电极(阴极),是氧化态浓度下降;对析氧电极(阳极),是还原态浓度下降.于是由Nernst方程,析氢电位会下降,而析氧电位会上升.
2.活化极化.由于电极反应并不是如理想中的那样迅速,所以当电位达到理论电位,电极反应的速率却仍然很慢.要使速率达到可观的水平,必须升高电位,这就叫活化过电位,而这种效果在气体的析出上非常明显.塔菲尔(Tafel)认为活化过电位η与电流密度i有η=a+blgi的关系,其中a,b叫塔菲尔系数.不同金属的b值相差不大而a相差明显,因此常以a作为活化过电位大小的判据.
由于过电位的存在,因此在实际的电解操作中,要把这些问题也考虑进去.比如电解水,理论上O2/H2O的电位是1.23V,但实际上一般需要达到1.36V左右,这就是O2的析出存在活化过电位的结果.

㈦ 生产氢工艺方法优缺点比较

l、氢的产生途径
1.1电解水制氢.
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的
逆过程,因此只要提供一定形式一定能量,则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在
75-85%,其工艺过程简单,无污染,但消耗电量大,因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢,作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富,利用水电发电,电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽,其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统,国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高,成本的降低及使用寿命的延长,其用于制氢的前景不可估量。同时,太阳能、风能及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节,贮存转化能量,使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时富余电能也可用于电解水制氢,达到储能的目的。我国各种规模的水电解制氢装置数以百计,但均为小型电解制氢设备,其目的均为制提氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大,水电解制氢方法必将得到发展。
1.2矿物燃料制氢
以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气是主要的方法。该方法在我国都具有成熟的工艺,并建有工业生产装置。
(1)煤为原料制取氢气
在我国能源结构中,在今后相当长一段时间内,煤炭还将是主要能源。如何提高煤的利用效率及
减少对环境的污染是需不断研究的课题,将煤炭转化为氢是其途径之一。
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种:一是煤的焦化(或称高温干馏),二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下,在90-1000℃制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60%(体积)甲烷23-27%、一氧化碳6-8%等。每吨煤可得煤气300-350m3,可作为城市煤气,
亦是制取氢气的原料。煤的气化是指煤在高温常压或加压下,与气化剂反应转化成气体产物。气化
剂为水蒸汽或氧所(空气),气体产物中含有氢有等组份,其含量随不同气化方法而异。我国有大批中小型合成氢厂,均以煤为原料,气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料。这是一种具有我国特点的取得氢源方法。采用OGI固定床式气化炉,可间歇操作生产制得水煤气。该装置投资小,操作容易,其气体产物组成主要是氢及一氧化碳,其中氢气可达60%以上,经转化后可制得纯氢。采用煤气化制氢方法,其设备费占投资主要部分。煤地下气化方法近数十年已为人们所重视。地下气化技术具有煤
资源利用率高及减少或避免地表环境破坏等优点。中国矿业大学余力等开发并完善了"长通道、大断
面、两阶段地下煤气化"生产水煤气的新工艺,煤气中氢气含量达50%以上,在唐山刘庄已进行工业性试运转,可日产水煤气5万m3,如再经转化及变压吸附法提纯可制得廉价氢气,该法在我国具有一定开发前景.我国对煤制氢技术的掌握已有良好的基础,特别是大批中小型合成氨厂的制氢装置遍布各地,为今后提供氢源创造了条件。我国自行开发的地下煤气化制水煤气获得廉价氢气的工艺已取得
阶段成果,具有开发前景,值得重视。
(2)以天然气或轻质油为原料制取氢气
该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应:
CH4+H2O→CO+H2
CO+H2O→COZ+HZ
CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ
反应在800-820℃下进行。从上述反应可知,也有部分氢气来自水蒸汽。用该法制得的气体组
成中,氢气含量可达74%(体积),其生产成本主要取决于原料价格,我国轻质油价格高,制气成本贵,采用受到限制。大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料,催化水蒸汽转化制氢的工艺。我国在该领域进行了大量有成效的研究工作,并建有大批工业生产装置。我国曾开发采用间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺,制取小型合成氨厂的原料,这种方法不必用采高温合金转化炉,装置投资成本低。以石油及天然气为原料制氢的工艺已十分成熟,但因受原料的限制目前主要用于制取化工原
料。
(3)以重油为原料部分氧化法制取氢气
重油原料包括有常压、减压渣油及石油深度加工后的燃料油,重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢
气体产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及一定的反应温度。该法生产的氢气产物成本
中,原料费约占三分之一,而重油价格较低,故为人们重视。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置,用于制取合成氢的原料。
1.3生物质制氢
生物质资源丰富,是重要的可再生能源。生物质可通过气化和微生物制氢。
(1)生物质气化制氢
将生物质原料如薪柴、麦秸、稻草等压制成型,在气化炉(或裂解炉)中进行气化或裂解反应可制得含氢燃料。我国在生物质气化技术领域的研究已取得一定成果,在国外,由于转化技术的提高,生物质气化已能大规模生产水煤气,其氢气含量大大提高。
(2)微生物制氢
微生物制氢技术亦受人们的关注。利用微生物在常温常压下进行酶催反应可制得氢气。生物质
产氢主要有化能营养微生物产氢和光合微生物产氢两种。属于化能营养微生物的是各种发酵类型的
一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌)发酵微生物放氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋白质等。目前已有
利用碳水化合物发酵制氢的专利,并利用所产生的氢气作为发电的能源。光合微生物如微型藻类和
光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系,称光合产氢。
1.4其它合氢物质制氢
国外曾研究从硫化氢中制取氢气。我国有丰富的H25资源,如河北省赵兰庄油气田开采的天然气中H多含量高达90%以上,其储量达数千万吨,是一种宝贵资源,从硫化氢中制氢有各种方法,我国在90年代开展了多方面的研究,各种研究结果将为今后充分合理利用宝贵资源,提供清洁能源及
化工原料奠定基础。

㈧ 电解水制氢反应慢,其中原因是

你用的水较为纯净,而纯净的水中缺少能自由移动的离子,导电性不好。
应在其中加入少量的硫酸或氢氧化钠(就这两样,若是其他的离子化合物的话会发生发应的),这样水中有自由移动的离子,水导电性强,反应速率就加快了。

㈨ 电解水制氢问题,急

制氢需要直流电源,变压器后加整流装置,也是可以的。交流电也能制造氢气,只是得到的是氢气和氧气的混合气体。普通自来水有点浪费电。

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