氫的常用工業(yè)制備方法

1、氫的制取制氫的歷史很長，方法也很多，傳統(tǒng)的方法有以下幾種：1、從合烴的化石燃料中制氫這是過去以及現在采用最多的方法。它是以煤、石油或天然氣等化石燃料作原料來制取氫氣。用蒸汽作催化劑以煤作原料來制取氫氣的基本反應過程為：CH2OCOH用天然氣作原料、蒸汽作催化劑的制氫化學反應為：上述反應均為吸熱反應，反應過程中所需的熱量可以從煤或天然氣的部分燃燒中獲得，也可利用外部熱源。自從天然氣大規(guī)模開采后，現在氫的制取有 96都是以天然氣為原料。天然氣和煤都是寶貴的燃料和化工原料，用它們來制氫顯然擺脫不了人們對常規(guī)能源的依賴。2、電解水制氫.這種方法是基于如下的氫氧可逆反應：分解水所需要的能量 Q 是由外加

2、電能提供的。為了提高制氫效率，電解通常在高壓下進行， 采用的壓力多為 3050MPa。目前電解效率約為 5070。由于電解水的效率不高且需消耗大量的電能，因此利用常規(guī)能源生產的電能來大規(guī)模的電解水制氫顯然是不合算的。3、熱化學制氫這種方法是通過外加高溫熱使水起化學分解反應來獲取氫氣。到目前為止雖有多種熱化學制氫方法，但總效率都不高，僅為 20 50，而且還有許多工藝問題需要解決。依靠這種方法來大規(guī)模制氫還有待進一步研究。隨著新能源的崛起，以水作為原料利用核能和太陽能來大規(guī)模制氫已成為世界各國共同努力的目標。其中太陽能制氫最具吸引力，也最有現實意義。目前正在探索的太陽能制氫技術有以下幾種：（1）

3、太陽熱分解水制氫熱分解水制氫有兩種方法，即直接熱分解和熱化學分解。前者需要把水或蒸汽加熱到3000K 以上，水中的氫和氧才能夠分解，雖然其分解效率高，不.需催化劑，但太陽能聚焦費用太昂貴。后者是在水中加入催化劑，使水中氫和氧的分解溫度降低到 90O1200K，催化劑可再生后循環(huán)使用， 目前這種方法的制氫效率已達 50。（ 2）太陽能電解水制氫這種方法是首先將太陽能轉換成電能，然后再利用電能來電解水制氫。（ 3）太陽能光化學分解水制氫將水直接分解成氧和氫是很困難的，但把水先分解為氫離子和氫氧離子，再生成氫和氧就容易得多?；谶@個原理，先進行光化學反應，再進行熱化學反應，最后再進行電化學反應即可在

4、較低溫度下獲得氫和氧。在上述三個步驟中可分別利用太陽能的 光化學作用、光熱作用和光電作用。這種方法為大規(guī)模利用太陽 能制氫提供了實現的基礎，其關鍵是尋求光解效率高、性能穩(wěn)定、價格低廉的光敏催化劑。（4）太陽能光電化學分解水制氫這種方法是利用特殊的化學電池，這種電池的電極在太陽光的照射下能夠維持恒定的電流，并將水離解而獲取氫氣。這種方法的關鍵是如何選取合適的電極材料。.（5）模擬植物光合作用分解水制氫植物光合作用是在葉綠素上進行的。自從在葉綠素上發(fā)現光合作用過程的半導體電化學機理后，科學家就企圖利用所謂“半導體隔片光電化學電池”來實現可見光直接電解水制氫的目標。不過由于人們對植物光合作用分解水制氫的機理還不夠了解，要實現這一目標還有一系列理論和技術問題需要解決。（6）光合微生物制氫人們早就發(fā)現江河湖海中的某些藻類也有利用水制氫的能力，如小球藻、固氮藍藻等就能以太陽光作動力，用水作原料，源源不斷地放出氫氣來。因此深人了解這些微生物制氫的機制將為大規(guī)模的太陽能生物制氫提供良好的前景。除了利用太陽能和核能制氫外，從生物質中制氫也正在大力研究之中。目前采用