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电解水制氢装置实验

发布时间:2022-05-28 02:40:26

A. 电解水制氢气怎么操作呢有大侠知道具体怎么操作么

电解水制作:水(H2O)被直流电电解生成氢气和氧气的过程被称为电解水。电流通过水(H2O)时,在阴极通过还原水形成氢气(H2),在阳极则通过氧化水形成氧气(O2)。氢气生成量大约是氧气的两倍。电解水是取代蒸汽重整制氢的下一代制备氢燃料方法。最简单的电解水装置通常包括电源,两个电极(阴极和阳极)和电解液(主要是水)。水在阴极得到电子被还原形成氢气,而水在阳极失去电子被氧化形成氧气。在100%法拉第效率的情况下,即电能100%转化成化学能,氢气产生量为氧气产生量的两倍,且产生的气体量与通过的电量成正比。但是,实际情况下,由于许多副反应的参与,法拉第效率会降低并产生一定量的副产物。提取氢气:连接正极一端产生的是氧气,连接负极一端产生的是氢气.产生的体积较大的气体是氢气,体积较小的气体是氧气.【氢气和氧气的体积比=2:1,直接收集就行.】设生成氢气40g,需要电解水的质量为x.2H2O2H2↑+O2↑,36 4x 10g=x=90g要获得10g氢气,至少需要电解水的质量为90g.

B. 电解水制氢装置是什么

水电解制氢装置以水为原料,由水电解槽、氢(氧)气液分离器、氢(氧)气冷却器、氢(氧)气洗涤器等设备组合的统称。

工业软水经纯水装置制取纯水,并送入原料水箱,经补水泵输入碱液系统,补充被电解消耗的水。电解槽中的水,在直流电的作用下被分解成H2与O2,并与循环电解液一起分别进入框架中的氢、氧分离洗涤器后进行气液分离、洗涤、冷却。

分离后的电解液与补充的纯水混合后,经碱液冷却器、碱液循环泵、过滤器送回电解槽循环,电解。调节碱液冷却器冷却水流量,控制回流碱液的温度,来控制电解槽的工作温度,使系统安全运行。分离后的氢气由调节阀控制输出,送入氢气储罐,再经缓冲减压后,供用户使用。

C. 初中化学电解水制氢装置

初中化学用到的电解水的装置是水电解器。水在直流电的作用下,能分解成氢气和氧气。

D. 电解水制氢的实验装置如何搭建

一个U形管 一个手机充电器 2根电线
水里加点氢氧化钠或者是硫酸铜之类的强电解质以增强导电性

E. 水电解制氢装置

水电解制氢装置有霍夫曼电解器、直流电源(或铅蓄电池)、导线、试管、酒精灯、量气管、感应圈、电键、铁架台、铁夹、贮气瓶、玻璃水槽等。
水电解制氢是一种较为方便的方法。在充满氢氧化钾或氢氧化钠的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。
水电解是一种化学实验,通过水的分解和合成实验来认识水是由氢、氧两种元素所组成的。原理是水在直流电的作用下,能分解成氢气和氧气。当电火花通过氢、氧混和气体时,他们即化合成水。这两个实验都说明水是由氢、氧两种元素组成的,从实验结果还可以知道它们的体积比为2∶1。

F. 电解水制氢装置是怎么样的

电解水制氢法装置是通过对水电解槽中的电解液进行直流电电解,分别在阴极和阳极产生出含液氢气和氧气,而后分两路送往氢分离器和氧分离器进行重力分离,氢气和氧气向上送往用气点,而电解液向下,经回流汇集到循环泵中,再次被压送至电解槽中电解,如此往复生成氢气和氧气。

在此过程中,需要保证氢分离器和氧分离器中的液位的平衡,避免气液互串而造成喷发危险,通常,液位的平衡是通过调节两个分离器中气体的压力实现的。

电解水制氢的装置,包括压电悬臂梁和整流电路,压电悬臂梁连接到整流电路,整流电路连接电解槽,压电悬臂梁包括悬臂梁基座,压电材料,涂覆在材料上的电极,不锈钢板,不锈钢板和悬臂梁基座相连。压电材料在不锈钢板和悬臂梁基座的交接处,上下各一层,每一层的两面都涂覆电极。

电解水制氢的方法,压电悬臂梁上的不锈钢板连接低频机械振动,将振动能转化为电能,整流电路向电解槽导电,开始电解水,分别用氢气收集装置以及氧气收集装置进行收集。

它与传统的电解水制氢相比,提高了能量转化效率,节约了成本,保证了制得的氢气和氧气的纯度,提高了收集过程的安全性,且没有温室气体排放。

G. 电解水制氢时,为什么析氧反应制约和限制了整个制氢过程

就是说,实际的电极反应在进行的时候,会发生阴极电位比理论值低,阳极电位比理论值高的情况,这就叫做过电位.如果阴极析出的是氢气,就叫析氢过电位,析氧过电位也一样.过电位是由于电极的极化而产生的,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应.
析氢过电位(一定程度上)可以用塔菲尔常数衡量,塔菲尔常数越大,过电位越大.常见金属塔菲尔常数较大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等.
详细的东西我分两部分讲.
A.电化学有一个很有名的方程叫Nernst(能斯特)方程,大意是电极的电位与电极周围的离子浓度有关,氧化形式的离子浓度越高,或还原形式的离子浓度越低,则电极的电位就越高,反之亦然.
B.实际的电极在工作过程中,会发生偏离理想电极模型的情况,这就叫极化.电极的极化有两种:
1.浓差极化.由于实际电极反应要消耗附近的溶液的溶质(这是理想电极不考虑的),造成浓度下降,而溶液的浓度扩散不及时,导致电极周围溶液浓度下降.对析氢电极(阴极),是氧化态浓度下降;对析氧电极(阳极),是还原态浓度下降.于是由Nernst方程,析氢电位会下降,而析氧电位会上升.
2.活化极化.由于电极反应并不是如理想中的那样迅速,所以当电位达到理论电位,电极反应的速率却仍然很慢.要使速率达到可观的水平,必须升高电位,这就叫活化过电位,而这种效果在气体的析出上非常明显.塔菲尔(Tafel)认为活化过电位η与电流密度i有η=a+blgi的关系,其中a,b叫塔菲尔系数.不同金属的b值相差不大而a相差明显,因此常以a作为活化过电位大小的判据.
由于过电位的存在,因此在实际的电解操作中,要把这些问题也考虑进去.比如电解水,理论上O2/H2O的电位是1.23V,但实际上一般需要达到1.36V左右,这就是O2的析出存在活化过电位的结果.

H. 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。

I. 水电解制氢

嗯!最经我也在研究这个东西。
KOH不要饱和,一般是20%左右产气量最高,KOH太浓了,水分少了,对电解也不利。同时要燃烧的话,需要滤气装置和flashback防止器。
电源的话,我建议是采用通讯电源,淘宝上买的估计在300米左右,规格大概是12-18V 50A的,足够你用了。你搜通讯电源就可以了。
不建议你采用的10CELL串联模式。电解的时候电压太低了,才2.4V,youtube上面的birdmen甚至上到了单cell300V。
另:给个大概的数据,电解制氢的产率大概是0.25m³/KWH(度),混合气体的话大概0.35m³/度电。支持燃烧且不回火且能烧化M8的铁螺丝,至少需要3-4L/mian的出气量。用12V 50A的电源差不多了。

产气量的影响因素从大倒小依次是:电流大小,极板距离,极板表面积,电解液浓度,电解液温度。

J. 电解水制氢装置是什么

水电解制氢装置:以水为原料,由水电解槽、氢(氧)气液分离器、氢(氧)气冷却器、氢(氧)气洗涤器等设备组合的统称。

电解水制氢的原理:2H2O=(通电) 2H2+O2(两种气体都该标气体符号),氢氧化钠在其中起作用是:增强导电性,因为纯水是弱电解质,导电性不好,氢氧化钠是强电解质,增加导电性。

(10)电解水制氢装置实验扩展阅读:

电解槽,框架(含附属设备);控制箱;整流柜;整变压器;补水泵;原料水箱;碱液箱;分析仪表。水电解制氢是一种较为方便的方法。在充满氢氧化钾或氢氧化钠的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。

其化学反应式如下:阴极:2H2O+2eH2↑+2OH 阳极:2OH—2eH2O+1/2O2↑ 总反应式:2H2O2H2↑+O2↑ 根据法拉第电解定律,气体产量与电流成正比,与其它因素无关。

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