水電解制氫

水電解制氫

水電解制氫是一種較為方便的製取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發生電化學反應,分解成氫氣和氧氣。

基本介紹

  • 中文名:水電解制氫
  • 外文名:hydrogenation
  • 運用試劑:鹼性電解液或純水
  • 定律:法拉第定律
  • 地點:實驗室
化學反應,製作原理,製作過程,固體聚合物電解質,電解純水,套用研究,

化學反應

①鹼性條件:
陰極:4H2O+4e=2H2↑ +4OH
陽極: 4OH-4e=2H2O+O2
總反應式:2H2O=2H2↑+ O2
②酸性條件:
陽極:2H2O-4e=O2↑ +4H
陰極: 4H+4e=2H2
反應遵循法拉第定律,氣體產量與電流和通電時間成正比。

製作原理

在一些電解質水溶液中通入直流電時,分解出的物質與原來的電解質完全沒有關係,被分解的是作為溶劑的水,原來的電解質仍然留在水中。例如硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等均屬於這類電解質。 
在電解水時,由於純水的電離度很小,導電能力低,屬於典型的弱電解質,所以需要加入前述電解質,以增加溶液的導電能力,使水能夠順利地電解成為氫氣和氧氣。 

製作過程

固體聚合物電解質

固體聚合物電解質,SPE電解水,最初用於向宇宙飛船或潛水艇供氧,或在實驗室作為氫氣發生器(可用於氣體色譜)。核電大規模發展以後,人們利用SPE技術在用電低谷電解水產生氫,在供電高峰以SPE氫-氧燃料電池向外供電,使之成為能量貯存轉換裝置。

電解純水

通過直接電解純水產生高純氫氣(不加鹼),電解池只電解純水即可產氫。通電後,電解池陰極產氫氣,陽極產氧氣,氫氣進入氫/水分離器。氧氣排入大氣。氫/水分離器將氫氣和水分離。氫氣進入乾燥器除濕後,經穩壓閥、調節閥調整到額定壓力(0.02~0.45Mpa可調)由出口輸出。電解池的產氫壓力由感測器控制在0.45Mpa左右,當壓力達到設定值時,電解池電源供應切斷;壓力下降,低於設定值時電源恢復供電。

套用研究

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。
2018年12月9日,中國科學技術大學俞書宏教授團隊和高敏銳教授團隊合作,研製出一種高性能低成本的新型三元納米片電催化劑。國際學術期刊《德國套用化學》發表了該研究成果。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們