『壹』 如何能最好的提取較純的氫氣低成本。
美國科學家研究出一種從植物中提取氫氣的新技術。這標志著製取清潔、廉價氫燃料的研究取得了新進展。
美國威斯康星—麥迪遜大學的科學家給從植物中提取的葡萄糖溶液加壓並將其加熱到200攝氏度,再用一種無機催化劑處理。起催化作用的是大量微小的鉑顆粒分布在有許多微孔的氧化鋁材料中。它們能把葡萄糖分解成氫氣、二氧化碳和甲烷。他們的報告將發表在29日出版的英國《自然》雜志上。
氫氣燃燒釋放出大量的能量並且只產生水,是一種高效而清潔的燃料。但是氫氣不容易製取,用澱粉葡萄糖產生氫氣的成本太高,細菌降解生物物質的方法又難以工業化。科學家希望改良這種新技術,用無機催化劑處理植物纖維素里的葡萄糖,因為農業和林業的下腳料如稻草、碎木中都含有大量纖維素,這樣無疑將降低氫氣的成本。
威斯康星—麥迪遜大學的科學家說,他們的這項新技術離實用還有較遠的距離。需要尋找比鉑更便宜的催化劑,並改進技術以便處理更多類型的原料,還需要提高化學反應中氫氣的產生率。
『貳』 如何以較低成本獲取氫氣
人造氫氣生產方法:
可分為以下幾種
⒈ 工業氫氣生產方法: ⑴由煤和水生產氫氣(生產設備煤氣發生設備,變壓吸附設備) ⑵有裂化石油氣生產(生產設備裂化設備,變壓吸附設備,脫碳設備) ⑶電解水生產(生產設備電解槽設備) ⑷工業廢氣。 ⒉民用氫氣生產方法: ⑴氨分解(生產設備汽化爐,分解爐,變壓吸附設備) ⑵由活潑金屬與酸(生產設備不銹鋼或玻璃容器設備) (3)強鹼與鋁或硅(生產設備充氫氣球機設備)一般生產氫氣球都用此方法。 (4)甲醇裂解(生產設備導熱油爐,甲醇汽化裂解設備,變壓吸附裝置)一般用氫氣量較大化工廠均用此方法。 ⒊試驗室氫氣生產方法: 硫酸與鋅粒(生產設備啟普發生器) 4.其他 (1)由重水電解。 (2)由液氫低溫精鎦
『叄』 怎樣無碳制氫
美國賓夕法尼亞州立大學的電機工程教授格蘭姆斯發現了一種低成本制氫的新方法,將水分解成氫和氧,用普通的鈦和銅分別收集它們。這種方法利用太陽能的整個光譜,並且在水、太陽能和納米二極體的幫助下得以實現。格蘭姆斯和他的研究小組利用兩組不同的納米管光電化學二極體從太陽能中製得了氫。
2008年9月,美國能源部下屬的愛達荷州國家實驗室實現了一個重要里程碑,成功通過高溫電解制氫。當這個實驗室開始以5.6立方米/時的速度制氫時,標志著制氫技術取得新的進展。光解水制氫的能量可取自太陽能,這種制氫方法適用於海水和淡水,資源非常豐富,是一種相當有前途的制氫方法。
目前看來,高效率制氫的基本途徑是利用太陽能。如果能用太陽能來制氫,那就等於把無窮無盡的、分散的太陽能轉變成了高度集中的干凈能源了,其意義十分重大。目前利用太陽能分解水制氫的方法有太陽能熱分解水制氫、太陽能發電電解水制氫、陽光催化光解水制氫以及太陽能生物制氫等。太陽能制氫有重大的現實意義,雖然困難較多,但科學家們已經取得了多方面的進展。
當然,我國的科學家們也在不斷地探索和研究制氫技術,並取得了很大的成效,而且我國的生物制氫技術處於國際領先地位。生物制氫思路1966年開始提出,到20世紀90年代受到空前重視。從20世紀90年代開始,德國、日本及美國等一些發達國家成立了專門機構,制訂了生物制氫發展計劃,以期通過對生物制氫技術的基礎性和應用性研究,在21世紀中葉實現工業化生產。但目前研究進程並不理想。
我國哈爾濱工業大學突破了生物制氫技術必須採用純菌種和固定技術的局限,開創了利用非固定化菌種生產氫氣的新途徑,並在2000年首次實現了中試規模連續流長期持續產氫。在此基礎上,他們又先後發現了產氫能力很高的乙醇發酵類型,發明了連續流生物制氫技術反應器,初步建立了生物產氫發酵理論,提出了最佳工程式控制制對策。該技術和理論成果在中試研究中得到了充分驗證:氫氣產氣率比國外同類的小試研究高幾十倍;開發的工業化生物制氫系統工藝運行穩定可靠,且生產成本明顯低於目前廣泛採用的水電解法制氫成本。該項研究在國內外首創並實現了中試規模連續非固定化菌種長期持續生物制氫技術,是生物制氫領域的一項重大突破。
『肆』 如何製取氫氣成本最低
賣氫氣球的那些人是買的灌裝的氫氣啊 在家的話 最好的只有電解水了
『伍』 《氫能源的開發和利用》
氫能的開發和利用
當今世界上發展新能源迫在眉睫,因為能源,如石油,天然氣,煤炭是不可再生資源,儲量在地球上,人類的生存和時間有限,不能分開能源,有必要尋找新的能源來源。
『陸』 化學!!!氫氣的製造方法
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。
很多種辦法,簡單地說,一種單質+一種化合物=一種化合物+一種單質。什麼單質都可以,只要不與氫氣發生反應既可。而化合物,只需含有氫即可,例如雙氧水。
推薦:可以用高錳酸鉀加二氧化錳加熱製取氫氣,且得到的氣體純度更高。
近年來,各國科學家研究出一些製取氫的新方法,我國科學家也試驗出一些製取氫的新方法,現在把這些新方法的一部分介紹如下:
一.用氧化亞銅做催化劑從水中制氫氣
通常,用電解水生產氫的方法比較昂貴。過去,也曾有人研究過用氧化亞銅催化劑從水中製取氫的方法,但在實驗中氧化亞銅在陽光的作用下很容易還原成金屬。日本研究人員發現,將氧化亞銅製成粉末,可以避免發生這個問題。他們的具體方法是,將0.5克氧化亞銅粉末添加入200立方厘米的蒸餾水中,然後用一盞玻璃燈泡中發出的460納米~650納米的可見光進行照射,在氧化亞銅催化劑的作用下,水分解成氫和氧。日本的研究人員利用這項技術共進行了30次實驗,從分解的水中得到了不同比例的氫和氧。試驗中發現,如果得到的氧的壓力增加到500帕斯卡,水的分解過程就減慢。氧化亞銅粉末的使用壽命可達1900小時之久。東京技術研究所計劃進一步研究如何提高氫的產生效率,同時研製能夠在波長更長的可見光照射下發揮活性的催化劑,該研究所正在試驗一種新的含銅鐵合金的氧化物。
二、用新型的鉬的化合物從水中制氫氣
西班牙瓦倫西亞大學的兩位科學家發明了一種低成本的從水中製取氫的方法。他們對催化轉化器進行改造,使水分解時僅需很少的成本。他們用一種從鉬中獲取的化學產品做催化劑,而不使用電能。他們說,如果用氫作原料,從半升水中製得的氫足以使一輛小汽車行駛633公里。
三、用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法
60年代末,日本兩位科學家發現二氧化鈦經光(紫外線)照射可分解水的現象。他們本擬應用這一方法制氫,但由於氫和氧的生成量較少,在經濟上不合算而中斷了這一研究。最近,據《日本工業新聞》報道,日本明星大學元田久志教授等人同時使用光催化劑反應和超聲波照射的方法把水完全分解。這種「超聲波光催化劑反應」所以能使水完全分解,是由於在超聲波的作用下,水可被分解為氫和雙氧水,而雙氧水經光催化反應又可分解成氧和氫。不過超聲波照射和二氧化鈦光催化劑雖然獲得了完全分解水的結果,但氧的生成量卻較少。在添加二氧化錳後,再用超聲波照射,二氧化錳分解後的錳離子可溶解到溶液中,使雙氧水產生大量的氧。
四、陶瓷跟水反應製取氫氣
日本東京工業大學的科學家在300 ℃下,使陶瓷跟水反應製得了氫。他們在氬和氮的氣流中,將炭的鎳鐵氧體(CNF)加熱到300 ℃,然後用注射針頭向CNF上注水,使水跟熱的CNF接觸,就製得氫。由於在水分解後CNF又回到了非活性狀態,因而鐵氧體能反復使用。在每一次反應中,平均每克CNF能產生2立方厘米~3立方厘米的氫氣。
五、甲烷制氫氣
1.日本京都大學教授乾智行用鎳鉑稀土元素氧化物多孔催化劑,使甲烷、二氧化碳和水生成了氫氣。催化劑中鎳、稀土元素氧化物和鉑的組成比例為10:65:0.5。其制備過程是,先將鎳、稀土元素氧化物等原料加熱熔解,然後導入氨氣,使熔解物成為凝膠狀,再進行乾燥、熱處理。這種催化劑微粒孔徑為2納米~100納米,具有很高的催化活性。乾智行教授將該催化劑裝進反應塔,然後加入二氧化碳、甲烷和水蒸氣。結果,在常壓及550 ℃~600 ℃條件下,生成物為氫氣和一氧化碳,升溫至650 ℃,其轉化率為80%;溫度為700 ℃時,轉化率幾乎達到100%。
2.用C60作催化劑從甲烷制氫氣
日本工業技術院物質工學工業技術研究所用C60作催化劑,從甲烷製得氫氣。
在現階段,C60在高溫條件下才能發揮功能,不能立刻達到實用,必須加以改良,製成在低溫條件下也能工作的節能催化劑。他們開發的催化劑,是在碳粉里摻10%的C60。在加熱到1000 ℃的容器里,放入0.1克催化劑,以1分鍾流入20毫升甲烷的速度作實驗,結果90%的甲烷分解成氫和碳。C60用作催化劑,可用水洗凈表面,除去附著的殘存碳素,理論上可半永久使用。由於形狀獨特,粒子表面面積為活性炭的5倍到10倍,因而作催化劑用時功能較強。
六、從微生物中提取的酶制氫氣
1.葡萄糖脫氧酶。美國橡樹岑國家實驗室從熱原體乳酸菌中提取葡萄糖脫氧酶。熱原體乳酸菌首先是在美國礦井中的低溫干餾煤渣中發現的。葡萄糖脫氧酶在磷酸煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(NADP)的幫助下,能從葡萄糖中提取氫。在製取氫的過程中,NADP從葡萄糖中剝取一個氫原子,使剩餘物質變成氫原子溶液。
2.氫化酶。這種酶是從曾在海底火山口附近發現的一種微生物中提取的。氫化酶的作用是使NADP攜載的氫原子結合成氫分子,而NADP還原為它原來的狀態繼續再次被利用。除美國發現這種酶外,俄羅斯的科學家也在湖沼里發現了這種微生物。他們把這種微生物放在適合於它生存的特殊器皿里,然後將微生物產出的氫氣收集在氫氣瓶里。
七、從細菌製取氫氣
1.許多原始的低等生物在其新陳代謝的過程中也可放出氫氣。例如,許多細菌可在一定條件下放出氫氣。日本已發現一種名為「紅極毛桿菌」的細菌,就是制氫的能手。在玻璃器皿里,以澱粉作原料,摻入一些其他營養素製成培養液,就可以培養出這種細菌。每消耗5毫米澱粉營養液,就可以產生出25毫升的氫氣。
2.美國宇航部門准備把一種光合細菌—紅螺菌帶到太空去,用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。
八、用綠藻生產氫氣
科學家們已發現一種新方法,使綠藻按要求生產氫氣。美國伯克利加州大學科學家說,綠藻屬於人類已知的最古老植物之一,通過進化形成了能生活在兩個截然不同的環境中的本領。當綠藻生活在平常的空氣和陽光中時,它像其他植物一樣具有光合作用。光合作用利用陽光,水和二氧化碳生成氧氣和植物維持生命所需要的化學物質。然而當綠藻缺少硫這種關鍵性的營養成分,並且被置於無氧環境中時,綠藻就會回到另一種生存方式中以便存活下來,在這種情況下,綠藻就會產生氫氣。科學家介紹,1升綠藻培養液每小時可以產生出3毫升氫氣,但研究人員認為,綠藻生產氫氣的效率至少可以提高100倍。
九、有機廢水發酵法生物制氫氣
最近,以厭氧活性溶液為生產原料的「有機廢水發酵法生物制氫技術」在我國哈爾濱建築大學通過中試研究驗證。我國工程院院士李圭白教授介紹,該項研究在國內外首創並實現了中試規模連續非固定化菌種長期持續生物制氫技術,是生物制氫領域的一項重大突破,其成果處國際領先地位。生物制氫思路1966年提出,90年代受到空前重視。從90年代開始,德、日、美等一些發達國家成立了專門機構,制定了生物制氫發展計劃,以期通過對生物制氫技術的基礎性和應用性研究,在21世紀中葉實現工業化生產。但時至今日,研究進程並不理想,許多研究還都集中在細菌和酶固定化技術上,離工業化生產還有很大差距,迄今尚無一例中試結果。哈爾濱建築大學的教授突破了生物制氫技術必須採用純菌種和固定技術的局限,開創了利用非固定化菌種生產氫氣的新途徑,並首次實現了中試規模連續流長期持續產氫。在此基礎上,他們又先後發現了產氫能力很高的乙醇發酵類型,發明了連續流生物制氫技術反應器,初步建立了生物產氫發酵理論,提出了最佳工程式控制制對策。該項技術和理論成果在中試研究中得到了充分驗證:氫氣產率比國外同類的小試研究高幾十倍;開發的工業化生物制氫系統工藝運行穩定可靠,且生產成本明顯低於目前廣泛採用的水電解法。
『柒』 製造氫氣最簡單,成本最低的方法
甲醇裂解的制氫方式簡單成本低,前提是用氣量比較大。
『捌』 制氫新方法有哪些
為了尋求經濟實用的制氫方法,各國科學家都在努力探索。除了我們上面談到的傳統制氫方法之外,近些年國外又發現了一些新的方法。這些新的制氫技術主要有:
用氧化亞銅做催化劑從水中製取氫氣國外有研究人員將0.5克氧化亞銅粉末加入到0.2升的蒸餾水中,然後用一盞玻璃燈泡中發出的460~650納米的可見光進行照射,在氧化亞銅催化劑的作用下,水分解成氫和氧。研究人員用這種方法共進行了30次實驗,從分解的水中得到了不同比例的氫和氧。
實驗過程中發現,如果得到的氧的壓力增加到500帕斯卡,水的分解過程就會減慢。氧化亞銅粉末的使用壽命可達1900小時之久。日本東京技術研究所計劃進一步研究如何提高氫的產生效率,同事研製能夠在波長更長的可見光照射下發揮活性的催化劑,該研究所正在試驗一種新的含銅鐵合金的氧化物。
用新型的鉬化合物從水中制氫
西班牙瓦倫西亞大學的兩位科學家發明了一種低成本的從水中製取氫的方法。他們對催化轉化器進行改造,僅需要很少的成本就會使水分解。他們用一種從鉬中獲取的化學產品做催化劑,而不使用電能。如果用氫做原料,用這種方法從半升水中製得的氫足以使一輛小汽車行駛633千米。
用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解法制氫以前,曾經有人發現二氧化鈦經光(紫外線)照射可分解水的現象。他們本打算應用這一方法制氫,但由於氫和氧的生成量較少,在經濟上不劃算,從而中斷了這一研究。
不久前的研究成果表明,同時使用光催化劑反應和超聲波照射的方法能夠把水完全分解。這種「超聲波光催化劑反應」之所以能使水完全分解,是由於在超聲波的作用下,水被分解為氫和雙氧水,而雙氧水經過光催化反應又可分解成氧和氫。
稍稍令人遺憾的是,超聲波照射和二氧化鈦光催化劑雖然獲得了完全分解水的結果,但氫的生成量卻比較少。在添加二氧化錳後,再用超聲波照射,二氧化錳分解後的錳離子可溶解到溶液中,使雙氧水產氫量增加。
『玖』 怎樣制氫氣成本最低
賣氫氣球的人時直接從廠子買的, 一、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。
『拾』 專家突破廉價提取氫氣技術,真的能用在氫動力車上嗎
氫氣屬於清潔能源,目前人類正在努力研究如何更加低成本提取氫氣。
在現如今科技發展的今天,人類已經離不開能源了,就像我們離不開手機一樣。在能源領域中,氫氣一直被認為是一種清潔有效的燃料,因為氫氣在燃燒時只生成少量水,不釋放出氣溶膠、二氧化碳及有害氣體。但就當前技術而言,從石油中提取氫氣成本高得驚人,約為16元/公斤,所以氫氣廣泛應用在經濟上是不可行的。
當時的技術條件下,由於氫氣燃燒很快,也很難儲存,所以續航非常短,隨著19世紀中後期汽油出現以後,氫內燃汽車基本銷聲匿跡。到了20世紀中後期,壓縮液態氫內燃汽車開始出現,但是續航里程短這塊短板依然沒有得到有效的克服,最遠也只能達到20公里左右,完全不夠看。
即使出現了更廉價的氫氣提取技術,但是氫動力車的技術還不成熟有待發展。