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pem纯水电解制氢的优缺点

发布时间:2021-03-25 21:53:15

㈠ 为什么说电解水制造氢气不节能

电解水制造氢气不节能是因为电解水需要消耗大量电能,且电解水工业化还处于发展阶段,仍有许多问题需要处理。

比如,通常电解槽需要高纯度的淡水资源,直接用海水会导致电极腐蚀和效率降低,而电解海水的氯碱工业需要更高的电压来实现氢气的制备,如何实现电解海水将极大地推动电解水工业化的步伐。

现有的工业化电解制氢方法主要有两种:碱性电解水制氢,聚合物电解质电解水制氢。前者通常使用较廉价的电极材料,但工作电流较低,镍钴铁复合材料作为阳极,镍基材料作为阴极,高浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为电解液,工作温度为60-80度,工作电流为0.2-0.4 A/cm2,氢气产生量为<760 N m3/h。后者由于酸性环境通常使用贵金属作为催化剂,但工作电流较高,氧化铱作为阳极,铂作为阴极,工作温度为50-80度,工作电流为0.6-2.0 A/cm2,氢气产生量大约为30 N m3/h。

㈡ 水电解制氢设备纯度与流量的关系

水电解制氢设备出来的氢气里面的杂质主要是氧气和水。碱液只是一个催化剂的作用。纯度的高低和碱液循环量没有什么关系。有问题请发邮件:[email protected]

㈢ 制取氢气的化学原理及优缺点

水电解制氢是当下一种较为方便的制取氢气的方法。原理是在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。
缺点是:成本高,设备要求高,电耗高。
优点:环保,氢气纯度高可控。

㈣ 自来水,矿泉水,纯净水,电解质饮料的优缺点和主要成分那种更适合日常饮用

自来水比较不干净,里面有少量次氯酸,cl2,还有很多无机杂质。
矿泉水顾名思义就是回含人体所需的矿物答质,像钠,钾等。
纯净水就单纯的是水了
电解质饮料种类比较多,不过大部分都含人体易吸收的有机物。
日常饮用的话应该还是矿泉水好一点

㈤ 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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㈥ 中走丝用纯净水基工作液有哪些优缺点

中走丝线切割机床由于纯水基工作液导电率较高,所以在切割过程中具有较强的电解作用,虽然切割出的工件表面十分均匀,但工件表面因为电解作用将导致色泽较暗,这种现象在多次切割时体现的更加明显;
1、纯水基工作液因为没有油性成分,所以一旦挥发后其切割的蚀除产物就粘接在工作台上和导轮周围,清理困难,严重时甚至会将导轮抱死,一旦运丝后电极丝与导轮将产生滑动摩擦导致导轮精度丧失而报废;
2、水基工作液因为具有较强的碱性,长期使用会使得机床油漆面起泡和褪色;
3、水基工作液必须严格控制稀释比例,否则极易锈蚀机床和工件;
4、水基工作液挥发性较强,同时由于组分的问题,一般在切割过程中都会散发出一些异味。
市面上有线切割专用乳化液、固体乳化皂、复合工作液等,选择好的工作液对加工的质量起到相当大的做用。

㈦ 水电解制氢、甲醇制氢与氨分解制氢各有什么优缺点

水电解最大的优点是制取的氢气纯度很高,缺点是用电多。

㈧ 什么是SPE水电解制氢技术

水电解制氢是一种较为方便的方法。在充满氢氧化钾或氢氧化钠的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。
其化学反应式如下 :
阴 极:2H2O+2e H2↑ +2OH
阳 极: 2OH—2e H2O+1/2O2↑
总反应式:2H2O 2 H2↑+ O2↑
根据库仑定律,气体产量与电流成正比。

固体聚合物电解质,SPE电解水,最初用于向宇宙飞船或潜水艇供氧,或在实验室作为氢气发生器(可用于气体色谱)。核电大规模发展以后,人们利用SPE技术在用电低谷电解水产生氢,在供电高峰以SPE氢-氧燃料电池向外供电,使之成为能量贮存转换装置
通过直接电解纯水产生高纯氢气(不加碱),电解池只电解纯水即可产氢。通电后,电解池阴极产氢气,阳极产氧气,氢气进入氢/水分离器。氧气排入大气。氢/水分离器将氢气和水分离。氢气进入干燥器除湿后,经稳压阀、调节阀调整到额定压力(0.02~0.45Mpa可调)由出口输出。电解池的产氢压力由传感器控制在0.45Mpa左右,当压力达到设定值时,电解池电源供应切断;压力下降,低于设定值时电源恢复供电。
在氯碱工业中副产多量较纯氢气,除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产.

㈨ 电解制氢的正负电极用什么材枓最好

【电解制氢的正负电极最好的材料】随着人们的深入研究,发现镍合金有着良好的析氢摧化活性。镍及其合金特别是在碱性电解水制氢有高的电催化活性,以镍合金为基础制作催化活性更高、更稳定的多元复合电化学合金材料是今后发展的趋势。
电解水制氢基本上是一种成熟的制氢方法,电解水制氢具有产品纯度高、操作简单的特点。电解水制氢是将电能转化成化学能的一种装置。实现大规模工业化制氢的关键为降低电解能耗,其中最有效的方法是降低阴极析氢反应的过电位,早期电解水制氢的阴极材料主要以Pt、Pd以及其合金为主,这类金属合金虽然有很低的析氢过电位,但价格昂贵无法推广。研究廉价的、具有低析氢过电位非贵金属合金在制氢中有非常重要的应用价值。

㈩ 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。

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