今天我们来聊聊制氢,以下6个关于制氢的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。
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1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高,但耗电大,用常规电制氢成本比较高。
2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位,3000K约等于3273℃)以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。
3、太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。
4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。
扩展资料
太阳能制氢方法步骤
典型的光电化学分解太阳池由光阳极和阴极构成。光阳极通常为光半导体材料,受光激发可以产生电子空穴对,光阳极和对极(阴极)组成光电化学池,在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向阴极,水中的氢离子从阴极上接受电子产生氢气。
半导体光阳极是影响制氢效率最关键的因素。应该使半导体光吸收限尽可能地移向可见光部分,减少光生载流子之间的复合,以及提高载流子的寿命。光阳极材料研究得最多的是TiO2。TiO2作为光阳极,耐光腐蚀,化学稳定性好。而它禁带宽度大,只能吸收波长小于387nm的光子。
参考资料来源:百度百科-太阳能制氢
一、电解水制氢
二、水煤气法制氢
用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2—热).
三、金属与酸反应.
(1)太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高,但耗电大,用常规电制氢成本比较高。
(2)太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位,3000K约等于3273℃)以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。
(3)太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。
(4)太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。
(5)生物光合作用制氢。科学家发现,兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间,在一定条件下都可以进行光合放氢。目前,由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够,藻类放氢的效率很低,目前还不能实现工业化产氢。
1、电解水制氢,多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气,阴极出氢气。该方法成本较高,但产品纯度大。2、水煤气法制氢,用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2可得含氢量气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气。3、由石油热裂的合成气和天然气制氢,石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气。
制氢技术有:
1. 化石燃料制氢
化石燃料制氢是一种传统的制氢方法,也是一种古老的制氢过程。然而,它仍然依赖化石燃料,并将排放二氧化碳等温室气体。通常用于制氢的化石燃料是天然气。我国的天然气极度缺乏,原料利用率低,制作工艺复杂,难度大。天然气制氢建设地点也很受天然气供应的影响。
2. 甲醇重整制氢法
甲醇蒸汽重整制氢法是20世纪80年代国外发展起来的一种制氢技术,其投资低,建成快,无排放无污染,原料可获得性高。至今为止国内外的制氢工艺非常成熟,高度集成的技术和燃料电池发电技术,在新能源汽车、通信站等领域成功应用,应用前景非常好。
3. 工业副产品制氢
焦炉煤气是采用变压吸附工艺制氢的工艺,从焦化工业副产物焦炉煤气中提取纯氢气,其基本原理是利用固体吸附剂对气体进行选择性吸附,并且气体吸附在吸附剂上随分压的降低而降低气体混合分离和吸附剂再生的特性,达到净化制氢的目的。
4. 电解水制氢
传统的电解水也可以获得氢气,国内外利用电解水制氢的技术相对成熟,效率高,制氢过程简单。但这种方法由于成本高,除已建成的装置外,新装置很少。
氢气的作用:
1、在石化工业中,需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。
2、氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。
3、在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中,在氮气保护气中加入氢以去除残余的氧。
4、用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料,冶金用还原剂。
5、由于氢的高燃料性,航天工业使用液氢作为燃料。
制氢技术有:
1.煤制氢
这是当前成本最低的制氢方式,我国实现大规模制氢的首选技术。我国当前的氢气源生产结构仍以煤为主。根据中国煤炭工业协会公开数据显示,2020年中国氢气产量超过2500万吨,其中煤制氢所产氢气占62%、天然气制氢占19%,工业副产气制氢占18%,电解水制氢仅占1%左右。在中国,煤气化制氢适用于大规模制氢,由于原材料煤炭资源丰富,价格较为低廉,已经具备了一定的经济性优势和规模效益。
2.天然气制氢
全球氢气主要来源为天然气,天然气制氢发展潜力大。天然气制氢是北美、中东等地区普遍采用的制氢路线。工业上由天然气制氢的技术主要有蒸汽转化法、部分氧化法以及天然气催化裂解制氢。天然气制氢发展潜力大,但目前存在资源约束和成本较高的问题。
3.石油制氢
多应用在石化行业,石油制氢原料通常不直接用石油制氢,而用石油初步裂解后的产品,如石脑油、重油、石油焦以及炼厂干气制氢。采用炼油副产品石脑油、重质油、石油焦和炼厂干气制氢,在制氢成本上并不具有优势。如果将这些原料用于炼油深加工可以发挥更大的经济效益,因此,不建议将炼油副产品制氢作为炼油厂制氢的发展方向,而应该考虑可再生能源制得的氢气。
4.甲醇制氢
甲醇制氢装置规模灵活,但稳定性、可靠性差。绿色甲醇能量密度高,是理想的液体能源储运方式。利用可再生能源发电制取绿氢,再和二氧化碳结合生成方便储运的绿色甲醇,是通向零碳排放的重要路径。
制氢技术的特点:
1.天然气制氢:虽然适用范围广,但是原料利用率低,工艺复杂,操作难度高,并且生成物中的二氧化碳等温室气体使之环保性降低。
2.工业尾气制氢:利用工业产品副产物,成本较低。但是以焦炉气制氢为例,不仅受制于原料的供应,建设地点需依靠焦化企业,而且原料具有污染性。
3.电解水制氢:产品纯度高、无污染,但是高成本了限制其推广。
4.光解水与生物质制氢:技术尚未成熟,实现商业化还需一定的时间。
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