氢的常用工业制备方法.docx

氢的制取制氢的历史很长，方法也很多，传统的方法有以下几种：1、从合烃的化石燃料中制氢这是过去以及现在采用最多的方法它是以煤、石油或天然气等化石燃料 作原料来制取氢气用蒸汽作催化剂以煤作原料来制取氢气的基本反应过程 为：C+H2O—CO+H用天然气作原料、蒸汽作催化剂的制氢化学反应为：上述反应均为吸热反应，反应过程中所需的热量可以从煤或天然气的部分 燃烧中获得，也可利用外部热源自从天然气大规模开采后，现在氢的制取 有96%都是以天然气为原料天然气和煤都是宝贵的燃料和化工原料，用它 们来制氢显然摆脱不了人们对常规能源的依赖2、电解水制氢这种方法是基于如下的氢氧可逆反应:分解水所需要的能量AQ是由外加电能提供的为了提高制氢效率，电解通 常在高压下进行，采用的压力多为3. 0〜5. 0MPa目前电解效率约为50%〜 70%由于电解水的效率不高且需消耗大量的电能，因此利用常规能源生产 的电能来大规模的电解水制氢显然是不合算的3、热化学制氢这种方法是通过外加高温热使水起化学分解反应来获取氢气到目前为止 虽有多种热化学制氢方法，但总效率都不高，仅为20%〜50%，而且还有许 多工艺问题需要解决依靠这种方法来大规模制氢还有待进一步研究。

随着 新能源的崛起，以水作为原料利用核能和太阳能来大规模制氢已成为世界各 国共同努力的目标其中太阳能制氢最具吸引力，也最有现实意义目前正 在探索的太阳能制氢技术有以下几种：(1) 太阳热分解水制氢热分解水制氢有两种方法，即直接热分解和热化学分解前者需要把水或 蒸汽加热到3000K以上，水中的氢和氧才能够分解，虽然其分解效率高，不 需催化剂，但太阳能聚焦费用太昂贵后者是在水中加入催化剂，使水中氢 和氧的分解温度降低到90O〜1200K，催化剂可再生后循环使用，目前这种方 法的制氢效率已达50%2) 太阳能电解水制氢这种方法是首先将太阳能转换成电能，然后再利用电能来电解水制氢3) 太阳能光化学分解水制氢将水直接分解成氧和氢是很困难的，但把水先分解为氢离子和氢氧离子， 再生成氢和氧就容易得多基于这个原理，先进行光化学反应，再进行热化 学反应，最后再进行电化学反应即可在较低温度下获得氢和氧在上述三个 步骤中可分别利用太阳能的光化学作用、光热作用和光电作用这种方法为 大规模利用太阳能制氢提供了实现的基础，其关键是寻求光解效率高、性能 稳定、价格低廉的光敏催化剂4) 太阳能光电化学分解水制氢这种方法是利用特殊的化学电池，这种电池的电极在太阳光的照射下能够 维持恒定的电流，并将水离解而获取氢气。

这种方法的关键是如何选取合适的电极材料5) 模拟植物光合作用分解水制氢植物光合作用是在叶绿素上进行的自从在叶绿素上发现光合作用过程的 半导体电化学机理后，科学家就企图利用所谓“半导体隔片光电化学电池” 来实现可见光直接电解水制氢的目标不过由于人们对植物光合作用分解水 制氢的机理还不够了解，要实现这一目标还有一系列理论和技术问题需要解 决6) 光合微生物制氢人们早就发现江河湖海中的某些藻类也有利用水制氢的能力，如小球藻、 固氮蓝藻等就能以太阳光作动力，用水作原料，源源不断地放出氢气来因 此深人了解这些微生物制氢的机制将为大规模的太阳能生物制氢提供良好的 前景除了利用太阳能和核能制氢外，从生物质中制氢也正在大力研究之中 目前采用的方法是，利用生物质和有机废料中的碳素材料与漠及水在250°C下 作用，形成氢漠酸和二氧化碳溶液，然后再将氢漠酸水溶液电解成氢及漠， 漠再循环使用。