① 韩国研发低成本耐腐蚀催化剂 可降低电解水制氢的成本
盖世汽车讯推动以氢燃料汽车为代表的氢经济发展的关键是以低成本生产可以发电的氢气。制氢的方法有很多,如捕获副产品氢气、重组化石燃料获取氢气以及电解水制氢。其中,电解水制氢的方法是一种环保的方法,但是其中催化剂的使用是决定其效率和价格竞争力最重要的因素。因为,电解水装置需要使用铂(Pt)催化剂,以加速产氢反应以及提升耐用性。不过,虽然该催化剂的性能很好,但其成本很高,在价格方面不如其他制氢方法有竞争力。
(图片来源:韩国科学技术研究院)
根据电解质在水中的溶解状况,电解水装置也会不同。例如,采用质子交换膜(PEM)的装置,即使采用过渡金属制成的催化剂,而不是昂贵的铂基催化剂,也能够实现高速率的产氢反应。因此,有很多研究都专注于将该技术实现商业化。不过,虽然此类研究专注于实现高反应活性,但是提高此类易在电化学环境中腐蚀的过渡金属耐久性的研究却被忽视了。
据外媒报道,韩国科学技术研究院(KIST)的一个研究小组研发了一种催化剂,由具备长期耐久性的过渡金属制成,可以提高制氢效率,而且还通过克服非铂催化剂的耐久性问题,无需使用到铂。
该研究小组利用喷雾热解工艺,将少量钛(Ti)注入到低成本过渡金属磷化钼(MoP)中。由于钼价格低廉,且易于处理,因而常被用作能量转换和储能设备的催化剂,但是其弱点是容易被氧化,进而腐蚀。
研究人员发现,在催化剂合成过程中,每种材料的电子结构完全得以重构,最终实现了与铂催化剂相同的析氧反应(HER)活性。电子结构的改变解决了高腐蚀性的问题,因此该催化剂比现有的过渡金属基催化剂的耐久性提高了26倍,可加速实现非铂催化剂的商业化。
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② 化学 电解水实验的知识 急急急!
电解水时往里面加入一些盐,盐溶解后产生离子,可以显着提高溶液的导电性,因此电解效果肯定要好很多。
但加入食盐就不是电解水了,而是电解食盐水,其效果大相径庭,已背离电解水的初衷。这是因为溶液中此时的离子变为H(+)、OH(-)、Cl(-)、Na(+),阳离子的放电顺序为:H(+)>Na(+),因此在阴极仍放出氢气;而阴离子的放电顺序为:Cl(-)>OH(-),因此在阳极产生氯气。现在你要保证永远是H(+)和OH(-)先放电,才是电解水的实验。你可以放入的强电解质只能是最高化合价的含氧酸盐类,如硫酸钠、碳酸钠、磷酸钠等,也可以是强碱,如氢氧化钠、氢氧化钾等。
有环保意识非常好,应该崇尚绿色化学,就是最好从源头阻止有毒试剂的使用。别用氯化物这个问题就解决了。
前一答案中建议提高食盐浓度的方法值得商榷,因为食盐的浓度越高,氯气的溶解度不是越大,而是越小,更重要的是用食盐本身就是个严重错误。
该实验的注意事项:
1、使用强电解质来增加溶液的导电性,当然离子浓度越高效果越好,但成本也提高了;
2、在敞开、通风环境中进行,且禁止明火,防止大量氢气引起安全事故。
3、如果直接使用直流电源,没问题,若使用交流直流转换电源则还需要注意用电安全。
③ 电解水制氢一公斤需要多少电
电解水制氢一公斤需要56度电。
电解水制氢1公斤耗电约56度左右。所以水解制氢成本取决于电价。2.1公斤氢气的热值约当于33KWh(度)电,氢燃料电池电堆发电效率一般在40%~60%区间工作。
“电解水制氢需要消耗大量电能,目前电解水制氢每制取1公斤氢气要消耗56千瓦时的电,经济性问题较大,需要继续降低成本。”在李毅中看来,“灰氢”变“蓝氢”的关键是二氧化碳的捕集、储存还有利用,应抓紧研发攻关和产业化。
电的信息:
“氢源是最需要高质量保证供应的环节,应着力寻求降低可再生能源制氢的制造、使用成本,形成低成本、长寿命、成规模的水电解制氢流程,同时也希望国家和产业本身在政策法规、标准上,积极创造良好环境”。
薛贺来认为,对氢气的管理也亟待“松绑”,专门用于加氢站加注的氢气是否可以摘掉“危化品”的帽子,获得政策支持。
工业尾气中的氢回收提纯利用。李毅中说,若干工业尾气中含有一定数量的氢可供回收,氢气是石油化工的宝贵资源,用氢气来加氢精制、加氢炼化可以提高产品的质量和效率。
④ 氨能转换成绿氢,新技术可比电解水节省三倍电力,该如何去运用
氢能是一种清洁能源,可以应用到能源、交通、建筑、工业等多个领域,按照氢的制取工艺的不同,主要是生产来源和生产过程中的碳排放不同,人们将氢能分别称为灰氢、蓝氢和绿氢。
灰氢和蓝氢都是利用天然气作为原料,生产过程相同,都会产生二氧化碳,只是当二氧化碳直接排放时,这个过程生产的氢气就称作灰氢,如果对产生的二氧化碳进行回收,那么生产出来的氢气就称作蓝氢。
最后,还要说一下氢能的运输,由于氢的储能密度很低,所以,如果以氢的形式运输能源就会比运输化石燃料还要贵,所以目前储运难也是制约氢能发展的瓶颈之一。
氨比氢更容易液化,在同等条件、标准大气压下,液氨在-33℃就能够实现液化运输,但如果直接运输液氢温度则需要降至-253℃左右。所以,氨可以作为氢的运输载体,解决储运难题。
⑤ 电解还原水的问题
一般来讲,电解还原水是由普通的自来净化水,然后通过阴阳电极,在电场的作用下将水分子团打散、变小、重新排列,使水分子的结构发生改变,使其中一部分水的氧化还原电位呈正值,另一部分水的氧化还原电位呈负值,最后通过膜分离技术得到电解还原水,使之具有医疗保健作用。电解还原水是养生保健水
电解还原水之所以能全面促进人体健康,其奥秘就在于它的水分子团小(5~7个水分子),重氢含量少,并含有多种有益于生命的元素及其含水络合离子群。在普通饮水中,重氢含量多,水分子团大(10~13个)。而电解还原水重氢含量少、水分子团小,其活性大、渗透力强、溶解性好,有利于各种营养素的吸收、运送和利用,并促进人体生化反应的速度和细胞DNA的合成、复制、转录。电解还原水中含有的多种元素(钠、钾、镁、锌、钙、铁、铬等)及其含水络合离子群,在人体生化反应过程中起催化激活作用,有的直接成为生物酶的活化中心,有的影响DNA的合成、复制。 此外电解还原水的PH值呈弱碱性,长期饮用有助于调节人体的酸碱平衡,为细胞新陈代谢创造良好的生活环境;同时电解还原水带负电位,具有很强的抗氧化作用,有利于清除人体内多余的“垃圾”,保护细胞健康,延缓人体衰老。
⑥ 电解水制氢为什么成本较高
因为电解水从能量转化的角度有无用功消耗能量而造成成本提高,所以,消耗电能的成本比产生的氢能燃烧产生的热能的成本高了许多。
⑦ 电解水好吗
你是问电解制水机吗?
电解制水机是利用市政供水自来水作为水源,经过数道净化、去色、除异味、灭菌、KDF置换重金属,成为洁净水后进入电解槽,水中携正电荷的阳离子同水流向负电极,携负电荷的阴离子流向正电极,达到酸性、碱性分离的效果。水经过电解之后,最大化地排除了对人体有害的酸性离子,其他的科技技术无法超越电解的效果;保留了源水中本就存在的矿物质离子,使饮用水呈碱性,其他的添加手段无法达到离子化;经过电解,水分子中的阴、阳离子相对的(不是绝对)被拆开,一些酸性离子被排除后,重新自然组合形成小分子团。
电解制水的功效:
1、使源水洁净化,去除水中杂质、细菌微生物、重金属,最大化的去除对人体有害的酸性物质,减少酸性物质对人体的危害;
2、电解弱碱性水,能维持体内的酸碱平衡,可以迅速清除体内酸性代谢废物;
3、弱碱性电解水的小分子团,渗透和溶解力强,能促进体内新陈代谢,提高机体免疫力;
4、电解弱碱性水中含有丰富的游离态矿物质微量元素;
5、电解弱碱性水呈负电位,可以清除体内过氧化物,具有防病抗衰老作用。现代医学证明,过氧化物自由基是促使人体衰老,产生疾病的主要原因,碱性电解水带有-150-500MV的负电位,可清除人体内部70%的自由基。自由基是属于人体里的过氧化物质,正常情况下,参与代谢的氧大多数与氢结合生成水,但那些最外层电子轨道上含有不配对电子的原子、离子或分子,具有高度的氧化活性,它们极不稳定,它们攻击细胞膜来获得电子配对。氧,携负电荷的阴离子,电解弱碱性水饱有足量的阳离子,进入人体提供给自由基,使其获得电子配对,不再去攻击人体细胞。清除自由基最为有效的是电解弱碱性水短时间内形成的“H3O”,也就是说短时间内水分子里多出一个氢;
6、酸性电解水含有大量的单质氧和一定浓度的氯,因此具有很好的杀菌能力。人体的皮肤表面pH值呈弱酸性,用酸性的电解水洗脸可以保护皮肤表面的pH值不受破坏,起到美容护肤的作用,并且还能抵御细菌病毒的侵袭。
专家们对电解水的分歧较大,但是大部分认同弱碱性水,毕竟有的厂家拿到了“医疗器械注册证”,也就是这个证,导致电解制水机名誉扫地,因为毕竟只是水,没有高级别的饮用指导和高质量的机器维护,使用者很难得到销售者承诺的效果。有人说碱性水不可以长期饮用,否则会得结石,这点我反对,PH8.5以下的水对人体没有作用,只有高于PH8.5后才会对人体作干预,而这种干预的负作用里面不存在结石的理论。
电解制水机价格虚高,配置混乱,售后服务跟不上。
关键是要选择配置(过滤)到位、质量过硬、价格适中(4000-5000)、售后有保障(品牌)的电解制水机(很难)。现在流行弱碱性水,诸如小分子团、负电位之类的效果除电解之外,也能获得,但是,去除水中酸性污染有毒物质,非电解制水机不可,这是重点。
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⑧ 为什么获得氢气的成本高不是电解水就可以了吗
因为电解的耗电量会很大,所以成本会很高啊~
因为氢气燃烧会放出大量的能量,产生水
反过来如果要将水中的氢气电离出来,要吸收比燃烧放出的能量更多的能量才行的。
所以电解氢会需要大量的能量,而这些能量就是电能,所以会消耗大量的电能,成本会很高
储存困难这是因为H2属于易燃气体,其爆炸极限的范围比较宽,所以混入少量的空气都可能引起爆炸。
其储存可以保存在钢瓶中,要有一定的压力,但是,H2的半径很小,较容易穿透金属材料,即对钢瓶的材料要求较高,对压力也有一定的要求。
所以,目前正在研究合金储氢材料,即某些特殊的合金能与H2形成特殊的非整比化合物,起到储存H2的作用,简单理解就是H2储存在合金中某些金属原子的空隙里。
⑨ 电解水的工业应用及前景
基于其高能量密度及零排放(不排放任何温室效应气体),氢气已被列为潜在的清洁能源燃料,同时氢燃料可以通过氢燃料电池的方式驱动各类电子设备及电驱动车。随着氢燃料的飞速发展,电解制氢也逐渐步入工业化取代传统的蒸汽重整制氢的方法来消除对天然气的依赖性同时又减少成本增加氢燃料纯度。
碱性电解水制氢
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。
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。