「制氢方法」制氢方法

今天我们来聊聊制氢方法,以下6个关于制氢方法的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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目前制氢的方法有哪些？

（1）太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高，但耗电大，用常规电制氢成本比较高。

（2）太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位，3000K约等于3273℃)以上，水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。

（3）太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。

（4）太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长波光能的吸收，利用光化学反应制氢。

（5）生物光合作用制氢。科学家发现，兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都可以进行光合放氢。目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，目前还不能实现工业化产氢。

氢气制取方法

氢气的制取

实验步骤 ：

向大试管中放入几粒锌，加入 5mL 稀硫酸，迅速盖紧单孔胶塞，将导管另一端深入水槽水面下，待气流平稳后用小试管收集产生的气体。将小试管用拇指堵住靠近火焰，检验生成气体的性质。把大试管中剩余液体导入蒸发皿中小心加热，使液体蒸发。冷却后观察蒸发皿中物质的色态。

反应原理：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ↑

注意事项：

1. 制取氢气选用的金属一般是锌和铁,凡是金属活动性在氢气前面的金属，都可用来制取氢气。

2. 制取氢气的酸溶液一般选用稀硫酸和稀盐酸。浓硫酸和浓、稀硝酸因氧化性太强，与金属反应不会产生氢气。

3. 因氢气密度小于空气密度，所以本实验必须采用向下排空气法或排水取气法

4. 用排空气法收集气体时，玻璃导管必须伸到容器底部，否则不能将空气排尽，收集不到纯净的气体。

工业生产氢气

工业上生产纯氢及将含氢气体提纯的主要方法有以下几种：

①电解法将水电解得氢气和氧气。氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、烧碱时也副产氢气。电解法能得到纯氢，但耗电量很高,每生产氢气1m³，耗电量达21.6～25.2MJ。

②烃类裂解法此法得到的裂解气含大量氢气，其含量视原料性质及裂解条件的不同而异。裂解气深冷分离得到纯度90％的氢气，可作为工业用氢，如作为石油化工中催化加氢的原料。

③烃类蒸汽转化法烃类在高温和催化剂存在下，可与水蒸气作用制成含氢的合成气。为了从合成气中得到纯氢，可采用分子筛通过变压吸附除去其他气体；也可采用膜分离得到纯氢；用金属钯吸附氢气，可分离出氢气体积达金属的1000倍。

④炼厂气石油炼厂生产过程中产生的各种含氢气体，如催化裂化、催化重整、石油焦化等过程产生的含氢气体，以及焦炉煤气(含氢45％～60％)经过深冷分离，可得纯度较高的工业氢气。

氢气有哪些制取方法?

煤制氢、生物制氢、电解水、烃类制氢。

氢气 (H₂) 最早与16世纪初被人工合成，当时使用的方法是将金属置于强酸中。1766–81年，亨利·卡文迪许发现氢气是一种与以往所发现气体不同的另一种气体[2] ，在燃烧时产生水，这一性质也决定了拉丁语 “hydrogenium” 这个名字（“生成水的物质”之意）。常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体。

原始氢气是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氢气，大部分分布在宇宙空间内和大的星球中，是恒星的核燃料，是组成宇宙中各种元素及物质的初始物质。地球上没有原始氢气因为地球的引力束缚不了它。只有它的化合物。

⒈ 工业氢气生产方法：

⑴由煤和水生产氢气（生产设备煤气发生设备，变压吸附设备）将水蒸气通过炽热的炭层：C+H₂O(g)=高温=CO+H₂（水煤气），再低温分离。

⑵由裂化石油气生产（生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备）

CH₄=高温催化=C+2H₂

⑶电解水生产（生产设备电解槽设备）

⑷工业废气。

⒉民用氢气生产方法：

⑴氨分解（生产设备汽化炉，分解炉，变压吸附设备）

⑵由活泼金属与酸（生产设备不锈钢或玻璃容器设备）

(3)强碱与铝或硅（生产设备充氢气球机设备）一般生产氢气球都用此方法。

Si+2NaOH+H₂O=加热=Na₂SiO₃+2H₂↑

(4)甲醇裂解（生产设备导热油炉，甲醇汽化裂解设备，变压吸附装置）一般用氢气量较大化工厂均用此方法。

CH₃OH=高温催化=H₂↑+CO↑，低温分离

⒊试验室氢气生产方法：

硫酸与锌粒（生产设备启普发生器）

4.其他

(1)由重水电解。

(2)由液氢低温精镏。

工业上有哪些方法可以产生氢气？

工厂生产方法有：

1、电解水制氢．

水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及使用寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。同时，太阳能、风能及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节，贮存转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时富余电能也可用于电解水制氢，达到储能的目的。我国各种规模的水电解制氢装置数以百计，但均为小型电解制氢设备，其目的均为制提氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法必将得到发展。

2、矿物燃料制氢

以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气是主要的方法。该方法在我国都具有成熟的工艺，并建有工业生产装置。

（1）煤为原料制取氢气

在我国能源结构中，在今后相当长一段时间内，煤炭还将是主要能源。如何提高煤的利用效率及减少对环境的污染是需不断研究的课题，将煤炭转化为氢是其途径之一。

以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种：一是煤的焦化（或称高温干馏），二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下，在90－1000℃制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60％（体积）甲烷23-27％、一氧化碳6-8％等。每吨煤可得煤气300－350m3，可作为城市煤气，亦是制取氢气的原料。煤的气化是指煤在高温常压或加压下，与气化剂反应转化成气体产物。气化剂为水蒸汽或氧所（空气），气体产物中含有氢有等组份，其含量随不同气化方法而异。我国有大批中小型合成氢厂，均以煤为原料，气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料。这是一种具有我国特点的取得氢源方法。采用OGI固定床式气化炉，可间歇操作生产制得水煤气。该装置投资小，操作容易，其气体产物组成主要是氢及一氧化碳，其中氢气可达60％以上，经转化后可制得纯氢。采用煤气化制氢方法，其设备费占投资主要部分。煤地下气化方法近数十年已为人们所重视。地下气化技术具有煤 资源利用率高及减少或避免地表环境破坏等优点。中国矿业大学余力等开发并完善了"长通道、大断 面、两阶段地下煤气化"生产水煤气的新工艺，煤气中氢气含量达50％以上，在唐山刘庄已进行工业性试运转，可日产水煤气5万m3，如再经转化及变压吸附法提纯可制得廉价氢气，该法在我国具有一定开发前景．我国对煤制氢技术的掌握已有良好的基础，特别是大批中小型合成氨厂的制氢装置遍布各地，为今后提供氢源创造了条件。我国自行开发的地下煤气化制水煤气获得廉价氢气的工艺已取得 阶段成果，具有开发前景，值得重视。

（2）以天然气或轻质油为原料制取氢气

该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应：

CH4＋H2O→CO＋H2

CO＋H2O→COZ＋HZ

CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）HZ

反应在800-820℃下进行。从上述反应可知，也有部分氢气来自水蒸汽。用该法制得的气体组成中，氢气含量可达74％（体积），其生产成本主要取决于原料价格，我国轻质油价格高，制气成本贵，采用受到限制。大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料，催化水蒸汽转化制氢的工艺。我国在该领域进行了大量有成效的研究工作，并建有大批工业生产装置。我国曾开发采用间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺，制取小型合成氨厂的原料，这种方法不必用采高温合金转化炉，装置投资成本低。以石油及天然气为原料制氢的工艺已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用于制取化工原料。

（3）以重油为原料部分氧化法制取氢气

重油原料包括有常压、减压渣油及石油深度加工后的燃料油，重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢

气体产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及一定的反应温度。该法生产的氢气产物成本

中，原料费约占三分之一，而重油价格较低，故为人们重视。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置，用于制取合成氢的原料。

氢气制作方法

制取方法

实验室制法

1.用锌与稀硫酸反应

Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑

注意：这里不用盐酸是因为盐酸反应会挥发出氯化氢气体，制得的气体含有氯化氢杂质。

2.用铝和氢氧化钠反应制取

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

3.金属氢化物和水反应

NaH+H₂O=NaOH+H₂↑

工业制法

一、电解水制氢 多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。利用电解饱和食盐水产生氢气

如2NaCl+2H₂O=电解=2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

二、水煤气法制氢 用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H₂O→CO+H₂—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO₂（CO+H₂O→CO₂+H₂）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO₂，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在中国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。

四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。

五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

利用电解饱和食盐水产生氢气

如2NaCl+2H₂O=电解=2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

六、酿造工业副产

用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。

七、铁与水蒸气反应制氢

但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰

其他

工业上用水和红热的碳反应

C+H₂O=高温=CO+H₂

用铝和氢氧化钠反应制取

2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al(OH)₄]+3H₂↑

制取氢气的新方法

1.用氧化亚铜作催化剂并用紫外线照射从水中制取氢气。

2.用新型的钼的化合物做催化剂从水中制取氢气。

3.用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。

4.陶瓷跟水反应制取氢气。

5.生物质快速裂解油制取氢气。

6.从微生物中提取的酶制氢气。

7.用细菌制取氢气。

8.用绿藻生产氢气。

9.有机废水发酵法生物制氢气。

10.利用太阳能从生物质和水中制取氢气。

利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、不需要开采、运输。怎样制取氢气的成本就大大降低。

11.用二氧化钛作催化剂，在激光的照射下，让水分解成氢气和氧气.

12.硼和水在高温下反应制取氢气，化学方程式为2B+6H₂O=高温=2B(OH)₃+3H₂↑

制氢技术有哪些?

制氢技术有：

1. 化石燃料制氢

化石燃料制氢是一种传统的制氢方法，也是一种古老的制氢过程。然而，它仍然依赖化石燃料，并将排放二氧化碳等温室气体。通常用于制氢的化石燃料是天然气。我国的天然气极度缺乏，原料利用率低，制作工艺复杂，难度大。天然气制氢建设地点也很受天然气供应的影响。

2. 甲醇重整制氢法

甲醇蒸汽重整制氢法是20世纪80年代国外发展起来的一种制氢技术，其投资低，建成快，无排放无污染，原料可获得性高。至今为止国内外的制氢工艺非常成熟，高度集成的技术和燃料电池发电技术，在新能源汽车、通信站等领域成功应用，应用前景非常好。

3. 工业副产品制氢

焦炉煤气是采用变压吸附工艺制氢的工艺，从焦化工业副产物焦炉煤气中提取纯氢气，其基本原理是利用固体吸附剂对气体进行选择性吸附，并且气体吸附在吸附剂上随分压的降低而降低气体混合分离和吸附剂再生的特性，达到净化制氢的目的。

4. 电解水制氢

传统的电解水也可以获得氢气，国内外利用电解水制氢的技术相对成熟，效率高，制氢过程简单。但这种方法由于成本高，除已建成的装置外，新装置很少。

氢气的作用：

1、在石化工业中，需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。

2、氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。

3、在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中，在氮气保护气中加入氢以去除残余的氧。

4、用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料，冶金用还原剂。

5、由于氢的高燃料性，航天工业使用液氢作为燃料。

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