Ⅰ 電解水製取氫氣的原理是什麼
你好,很高興為你解答
一、電解水制氫
多採用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯電解槽(外形似壓濾機)來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產品純度大,可直接生產99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等,②粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑,③製取多晶硅、鍺等半導體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。
二、水煤氣法制氫
用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應而得水煤氣(C+H2O→CO+H2—熱)。凈化後再使者羨它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氫量在80%以上的氣體,再壓入水中以溶去CO2,再通過含氨蟻酸亞銅(或含氨乙酸亞銅)溶液中除去殘存的CO而得較純氫氣,這種方法制氫成本較低產量很大,設備較多,在合成氨廠多用此法。有的還把CO與H2合成甲醇,還有少數地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實驗廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。
三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫
石油熱裂副產的氫氣產量很大,常用於汽油加氫,石油化工和化肥廠所需的氫氣,這種制氫方法在世界上很多國家都採用,在我國的石油化工基地如在慶化肥廠,渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣
也在有些地方採用(如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等)。
四、焦爐煤氣冷凍制氫
把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓,使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數地方採用(如前蘇聯的Ke Mepobo工廠)。
五、電解食鹽水的副產氫
在氯鹼工業中副產多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩餘,也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。
六、釀造工業副產
用玉米發酵丙酮、丁醇時,發酵罐的此型廢氣中有1/3以上的氫氣,經多次提純後可生產普氫(97%以上),把普氫通過用液氮冷卻到—100℃以下的硅膠列管中則進一步除去雜質(如少量N2)可製取純氫(99.99%以上),像北京釀酒廠就生產這種副產氫,用來燒制森嫌猜石英製品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應制氫
但品質較差,此系較陳舊的方法現已基本淘汰
Ⅱ 請教一下,用電解水的方式制氫氣,要得到一公斤氫氣,理論上需要多少度電
查看氫氣的抄燃燒熱或者水的生成焓襲,計算出1000g氫氣燃燒成水放出多少熱量,一度電是1kWh,就是3600kJ的能量
1000g氫氣是500mol,水的生成焓是-285.830KJ/mol,所以一共放出熱量500*285.83kJ,在除以3600,結果是39.7度電
(2)電解水制氫氣純水指標擴展閱讀:
傳統電解水制備氫氣與氧氣
添加電解質導通電流,將水分子電解解離。直流電極之負極,析出氫氣;正極則析出氧氣。可以利用排水集氣法收集氫氣與氧氣,其體積比為2:1。
上述電解質可以是強酸強鹼化合之離子化合物,如氯化鈉,但是為了避免陽極生成氯氣,應以氫氧化鈉做為電解質為宜。
氫氣不但被認作燃料,還被擬想為電的直接取代品,它可以天然氣的狀態經地下管道四處輸送。不同於電的是它可以儲存(通常在低溫下以液態),氣體可以不斷地供應,當能量的需要量高,尚可預先儲備。氫將以燃燒的方式產生熱能,或用於燃料電池產生電能。
參考資料來源:
網路-電解水