制氫的方法(目前制氫的方法)
1.目前制氫的方法有哪些
(1)太陽(yáng)能電解水制氫。電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高，但耗電大，用常規電制氫成本比較高。
(2)太陽(yáng)能熱分解水制氫。將水或水蒸氣加熱到3000K(K是熱力學(xué)單位，3000K約等于3273℃)以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度。
(3)太陽(yáng)能熱化學(xué)循環(huán)制氫。在水中加入一種或幾種中間物，然后加熱到較低溫度，經(jīng)歷不同的反應階段，最終將水分解成氫和氧，而中間物不消耗，可循環(huán)使用。產(chǎn)生污染是這種制氫方法的主要問(wèn)題。
(4)太陽(yáng)能光化學(xué)分解水制氫。這一制氫過(guò)程與上述熱化學(xué)循環(huán)制氫有相似之處，在水中添加某種光敏物質(zhì)作催化劑，增加對陽(yáng)光中長(cháng)波光能的吸收，利用光化學(xué)反應制氫。
(5)生物光合作用制氫。科學(xué)家發(fā)現，蘭綠藻等許多藻類(lèi)在無(wú)氧環(huán)境中適應一段時(shí)間，在一定條件下都可以進(jìn)行光合放氫。目前，由于對光合作用和藻類(lèi)放氫機理了解還不夠，藻類(lèi)放氫的效率很低，目前還不能實(shí)現工業(yè)化產(chǎn)氫。
2.制氫的全部方法
1、太陽(yáng)能電解水制氫。
電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高，但耗電大，用常規電制氫成本比較高。 2、太陽(yáng)能熱分解水制氫。
將水或水蒸氣加熱到3000K(K是熱力學(xué)單位，3000K約等于3273℃)以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度。
3、太陽(yáng)能熱化學(xué)循環(huán)制氫。在水中加入一種或幾種中間物，然后加熱到較低溫度，經(jīng)歷不同的反應階段，最終將水分解成氫和氧，而中間物不消耗，可循環(huán)使用。
產(chǎn)生污染是這種制氫方法的主要問(wèn)題。 4、太陽(yáng)能光化學(xué)分解水制氫。
這一制氫過(guò)程與上述熱化學(xué)循環(huán)制氫有相似之處，在水中添加某種光敏物質(zhì)作催化劑，增加對陽(yáng)光中長(cháng)波光能的吸收，利用光化學(xué)反應制氫。 擴展資料 太陽(yáng)能制氫方法步驟 典型的光電化學(xué)分解太陽(yáng)池由光陽(yáng)極和陰極構成。
光陽(yáng)極通常為光半導體材料，受光激發(fā)可以產(chǎn)生電子空穴對，光陽(yáng)極和對極（陰極）組成光電化學(xué)池，在電解質(zhì)存在下光陽(yáng)極吸光后在半導體帶上產(chǎn)生的電子通過(guò)外電路流向陰極，水中的氫離子從陰極上接受電子產(chǎn)生氫氣。 半導體光陽(yáng)極是影響制氫效率最關(guān)鍵的因素。
應該使半導體光吸收限盡可能地移向可見(jiàn)光部分，減少光生載流子之間的復合，以及提高載流子的壽命。光陽(yáng)極材料研究得最多的是TiO2。
TiO2作為光陽(yáng)極，耐光腐蝕，化學(xué)穩定性好。而它禁帶寬度大，只能吸收波長(cháng)小于387nm的光子。
參考資料來(lái)源：百度百科-太陽(yáng)能制氫。
3.制氫新方法有哪些
為了尋求經(jīng)濟實(shí)用的制氫方法，各國科學(xué)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(fā)現了一些新的方法。這些新的制氫技術(shù)主要有：
用氧化亞銅做催化劑從水中制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，然后用一盞玻璃燈泡中發(fā)出的460~650納米的可見(jiàn)光進(jìn)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(jìn)行了30次實(shí)驗，從分解的水中得到了不同比例的氫和氧。
實(shí)驗過(guò)程中發(fā)現，如果得到的氧的壓力增加到500帕斯卡，水的分解過(guò)程就會(huì )減慢。氧化亞銅粉末的使用壽命可達1900小時(shí)之久。日本東京技術(shù)研究所計劃進(jìn)一步研究如何提高氫的產(chǎn)生效率，同事研制能夠在波長(cháng)更長(cháng)的可見(jiàn)光照射下發(fā)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(xué)的兩位科學(xué)家發(fā)明了一種低成本的從水中制取氫的方法。他們對催化轉化器進(jìn)行改造，僅需要很少的成本就會(huì )使水分解。他們用一種從鉬中獲取的化學(xué)產(chǎn)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制得的氫足以使一輛小汽車(chē)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(jīng)有人發(fā)現二氧化鈦經(jīng)光（紫外線(xiàn)）照射可分解水的現象。他們本打算應用這一方法制氫，但由于氫和氧的生成量較少，在經(jīng)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(shí)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，是由于在超聲波的作用下，水被分解為氫和雙氧水，而雙氧水經(jīng)過(guò)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。在添加二氧化錳后，再用超聲波照射，二氧化錳分解后的錳離子可溶解到溶液中，使雙氧水產(chǎn)氫量增加。
4.生物制氫的方法有哪些
原發(fā)布者：愛(ài)xingdunwei
工業(yè)制氫方法概述世界上大多數氫氣通過(guò)天然氣、丙烷、或者石腦油重整制得。經(jīng)過(guò)高溫重整或部分氧化重整，天然氣中的主要成分甲烷被分解成H2、CO2、CO。這種路線(xiàn)占目前工業(yè)方法的80%，其制氫產(chǎn)率為70%—90%。烴類(lèi)重整制氫技術(shù)已經(jīng)相當成熟，從提高重整效率，增強對負載變換的適應能力，降低生產(chǎn)成本等方面考慮，催化重整技術(shù)不斷得到發(fā)展，產(chǎn)生了不少改進(jìn)的重整工藝，其中包括可再生重整、平板式重整、螺旋式重整、強化燃燒重整等。煤直接液化工藝中一個(gè)重要單元就是的單元就是加氫液化，下面著(zhù)重介紹幾種工業(yè)上制氫工藝：一、烴類(lèi)蒸汽轉化法蒸汽轉化法可以采用從天然氣到石油腦的所有輕烴為原料。主要利用高溫下水蒸氣和烴類(lèi)發(fā)生反應。轉化生成物主要為氫、一氧化碳和二氧化碳。該過(guò)程需要消耗大量的能量，只不過(guò)要脫除或分離二氧化碳是件很麻煩的事，雖然目前分離二氧化碳的方法在不斷推出，如變壓吸附法（PSA）、吸收法（包括物理吸收和化學(xué)吸收法），低溫蒸餾法，膜分離法等等，然而，二氧化碳的處理仍是很費腦筋，若是直接排入大氣，勢必造成環(huán)境污染。二、烴類(lèi)分解生成氫氣和炭黑的制氫方法該方法是將烴類(lèi)分子進(jìn)行熱分解，產(chǎn)物為氫氣和炭黑，炭黑可用于橡膠工業(yè)及其它行業(yè)中，同時(shí)避免了二氧化碳的排放。目前，主要有如下兩種方法用于烴類(lèi)分解制取氫氣和炭黑。（1）熱裂解法：將烴類(lèi)原料在無(wú)氧（隔絕空氣），無(wú)火焰的條件下，熱分解為氫氣和炭黑。生產(chǎn)裝置
5.目前制氫的方法有哪些
(1)太陽(yáng)能電解水制氫。
電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高，但耗電大，用常規電制氫成本比較高。 （2）太陽(yáng)能熱分解水制氫。
將水或水蒸氣加熱到3000K(K是熱力學(xué)單位，3000K約等于3273℃)以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度。
（3）太陽(yáng)能熱化學(xué)循環(huán)制氫。在水中加入一種或幾種中間物，然后加熱到較低溫度，經(jīng)歷不同的反應階段，最終將水分解成氫和氧，而中間物不消耗，可循環(huán)使用。
產(chǎn)生污染是這種制氫方法的主要問(wèn)題。 （4）太陽(yáng)能光化學(xué)分解水制氫。
這一制氫過(guò)程與上述熱化學(xué)循環(huán)制氫有相似之處，在水中添加某種光敏物質(zhì)作催化劑，增加對陽(yáng)光中長(cháng)波光能的吸收，利用光化學(xué)反應制氫。 （5）生物光合作用制氫。
科學(xué)家發(fā)現，蘭綠藻等許多藻類(lèi)在無(wú)氧環(huán)境中適應一段時(shí)間，在一定條件下都可以進(jìn)行光合放氫。目前，由于對光合作用和藻類(lèi)放氫機理了解還不夠，藻類(lèi)放氫的效率很低，目前還不能實(shí)現工業(yè)化產(chǎn)氫。
6.最理想的制氫方法是什么
一、電解水制氫 多采用鐵為陰極面，鎳為陽(yáng)極面的串聯(lián)電解槽（外形似壓濾機）來(lái)電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。
陽(yáng)極出氧氣，陰極出氫氣。該方法成本較高，但產(chǎn)品純度大，可直接生產(chǎn)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(yè)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(yè)中制鎢、鉬、硬質(zhì)合金等用的還原劑，③制取多晶硅、鍺等半導體原材料，④油脂氫化，⑤雙氫內冷發(fā)電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠(chǎng)和科學(xué)院氣體廠(chǎng)就用水電解法制氫。
二、水煤氣法制氫 用無(wú)煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時(shí)反應而得水煤氣（C+H2O→CO+H2—熱）。凈化后再使它與水蒸氣一起通過(guò)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(guò)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(chǎn)量很大，設備較多，在合成氨廠(chǎng)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(shí)驗廠(chǎng)和許多地方的小氮肥廠(chǎng)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(chǎn)的氫氣產(chǎn)量很大，常用于汽油加氫，石油化工和化肥廠(chǎng)所需的氫氣，這種制氫方法在世界上很多國家都采用，在我國的石油化工基地如在慶化肥廠(chǎng)，渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣 也在有些地方采用（如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠(chǎng)等）。 四、焦爐煤氣冷凍制氫 把經(jīng)初步提凈的焦爐氣冷凍加壓，使其他氣體液化而剩下氫氣。
此法在少數地方采用（如前蘇聯(lián)的Ke Mepobo工廠(chǎng)）。 五、電解食鹽水的副產(chǎn)氫 在氯堿工業(yè)中副產(chǎn)多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩余，也可經(jīng)提純生產(chǎn)普氫或純氫。
像化工二廠(chǎng)用的氫氣就是電解鹽水的副產(chǎn)。 六、釀造工業(yè)副產(chǎn) 用玉米發(fā)酵丙酮、丁醇時(shí)，發(fā)酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣，經(jīng)多次提純后可生產(chǎn)普氫（97%以上），把普氫通過(guò)用液氮冷卻到—100℃以下的硅膠列管中則進(jìn)一步除去雜質(zhì)（如少量N2）可制取純氫（99.99%以上），像北京釀酒廠(chǎng)就生產(chǎn)這種副產(chǎn)氫，用來(lái)燒制石英制品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應制氫 但品質(zhì)較差，此系較陳舊的方法現已基本淘汰。
7.普遍的制氫方法
生物制氫可以分為光解水制氫、厭氧細菌制氫、光合細菌制氫 根據所用的微生物、產(chǎn)氫原料及產(chǎn)氫機理不同，生物制氫可以分為光解水制氫、厭氧細菌制氫、光合細菌制氫等3種類(lèi)型，其特點(diǎn)如表1所示。
綠 藻 以水為原料，太陽(yáng)能轉化率較高 產(chǎn)氫過(guò)程需要光照，光強度的影響較大，系統產(chǎn)氫不穩定，同時(shí)產(chǎn)生的氧對反應有抑制作用。 藍細菌 以水為原料， 產(chǎn)氫主要由固氮酶完成，可以將大氣中的N2固定 產(chǎn)氫過(guò)程需要光照， 產(chǎn)氫速率低，產(chǎn)生的氧對固氮酶有抑制作用 厭氧 細菌 不需要光照，可連續產(chǎn)氫，可利用多種有機質(zhì)做底物，產(chǎn)氫過(guò)程為厭氧過(guò)程，無(wú)氧氣限制問(wèn)題，系統易于實(shí)現放大試驗 反應需控制pH值在酸性范圍內，原料利用率低，產(chǎn)物的抑制作用明顯 光合 細菌 產(chǎn)氫效率高，可利用多種有機廢棄物作原料，可利用光譜范圍較寬，不存在氧的抑制作用 產(chǎn)氫過(guò)程需要光照，不易進(jìn)行放大試驗 （1）光解水制氫是光合生物體在厭氧條件下，通過(guò)光合作用分解水，生成有機物，同時(shí)釋放出氫氣。
其作用機理和綠色植物光合作用機理相似，在某些藻類(lèi)和真核生物（藍細菌）體內擁有PSⅠ、PSⅡ等兩個(gè)光合中心，PSⅠ產(chǎn)生還原劑用來(lái)固定CO2,PSⅡ接收太陽(yáng)光能分解水產(chǎn)生H+、電子 和O2; PSⅡ產(chǎn)生的電子，由鐵氧化還原蛋白攜帶，經(jīng)由PSⅡ和PSⅠ到達氫酶，H+在氫酶的催化作用下形成H2。其中，利用藻類(lèi)光解水產(chǎn)氫的系統稱(chēng)為直接生物光解制氫系統，利用藍細菌進(jìn)行產(chǎn)氫的系統稱(chēng)為間接光解水產(chǎn)氫系統。
藻類(lèi)的產(chǎn)氫反應受氫酶催化，可以利用水作為電子和質(zhì)子的原始供體，這是藻類(lèi)產(chǎn)氫的主要優(yōu)勢。藍細菌同時(shí)具有固氮酶和氫酶，其產(chǎn)氫過(guò)程主要受固氮酶作用，氫酶主要在吸氫方向上起作用。
藍細菌也能利用水作為最終電子供體，其產(chǎn)氫所需的電子和質(zhì)子也來(lái)自于水的裂解[10]。 (2)厭氧細菌產(chǎn)氫是利用厭氧產(chǎn)氫細菌在黑暗、厭氧條件下將有機物分解轉化為氫氣。
目前認為厭氧細菌產(chǎn)氫過(guò)程可通過(guò)丙酮酸產(chǎn)氫途徑、甲酸分解產(chǎn)氫途徑、通過(guò)NADH/NAD+平衡調節產(chǎn)氫途徑等三條途徑實(shí)現，丙酮酸產(chǎn)氫途徑和甲酸分解產(chǎn)氫途徑有時(shí)也稱(chēng)為氫的直接產(chǎn)生途徑[11]，即葡萄糖首先通過(guò)EMP途徑發(fā)酵形成丙酮酸、ATP和NADPH；丙酮酸通過(guò)丙酮酸鐵氧化還原蛋白氧化還原酶被氧化成乙酰輔酶A、CO2和還原性鐵氧還原蛋白，或者通過(guò)丙酮酸甲酸裂解酶而分解成乙酰輔酶A和甲酸，生成的甲酸再次被氧化成CO2，并使鐵氧化還原蛋白還原；最后，還原性鐵氧化還蛋白還原氫酶，所形成的還原性氫酶當質(zhì)子存在時(shí)便使質(zhì)子還原生成氫氣。 （3）光合細菌制氫是利用光合細菌在厭氧條件下通過(guò)光照將有機物分解轉化為氫氣。
光合細菌是一類(lèi)原始的古細菌，在光照條件下可以將有機酸轉化為分子氫。自1949年美國生物學(xué)家Gest首次證明光合細菌（Rhodospirillum? rubrum）在光照條件下的產(chǎn)氫現象后，大量的 研究 表明，光合細菌產(chǎn)氫是與光合磷酸化偶聯(lián)的固氮酶的放氫作用下產(chǎn)生的。
光合細菌只含有一個(gè)光合中心，且電子供體是有機物或還原態(tài)硫化物，所以光合磷酸化過(guò)程不放氧，且只產(chǎn)生ATP而不產(chǎn)生NAD(P)H。與綠藻和藍細菌相比，這種只產(chǎn)氫不放氧的特性，可大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，不存在產(chǎn)物氧氣和氫氣分離問(wèn)題，也不會(huì )造成固氮酶的失活[11]。
2 生物制氫技術(shù)現狀及其障礙 氫能已成為兩次能源危機后各國政府能源政策的支持重點(diǎn)，而生物制氫技術(shù)被公認為未來(lái)替代能源中最有 應用 前景的主要技術(shù)，成為目前世界能源 科學(xué) 技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，促進(jìn)了生物制氫技術(shù)的諸多進(jìn)展。 作為生物制氫技術(shù)中研究最早的制氫途徑，藻類(lèi)（藍細菌）能直接利用水和太陽(yáng)光進(jìn)行產(chǎn)氫，被認為最具有前途的制氫途徑，也是目前生物制氫中研究最多的技術(shù)。
目前，美國、日本、歐盟、中國等在藻類(lèi)分子生物學(xué)、耐氧藻類(lèi)開(kāi)發(fā)、促進(jìn)劑等技術(shù)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，并開(kāi)發(fā)了各式生物反應器，完成了藻類(lèi)制氫從實(shí)驗室逐步走向實(shí)用的轉化[13~16]。但在藻類(lèi)的產(chǎn)氫過(guò)程中同時(shí)伴隨著(zhù)氧的產(chǎn)生，反應產(chǎn)生的氧氣除了能與生成的氫氣反應外，還是氫酶活性的抑制劑，從而影響系統的產(chǎn)氫速率；同時(shí)當光強較大時(shí)，其主要進(jìn)行CO2的吸收并合成所需的有機物質(zhì)。
因此，藻類(lèi)產(chǎn)氫不穩定且易被其副產(chǎn)品氧氣所抑制[17],[18]。與藻類(lèi)相似，藍細菌在產(chǎn)氫的同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生氧氣，而氧是固氮酶的抑制劑。
通過(guò)基因工程改變藻類(lèi)的基因提高藻類(lèi)的耐氧能力是目前的主要研究 內容 ，并已取得了一些進(jìn)展[19]。 厭氧細菌產(chǎn)氫由于不依賴(lài)光照，在黑暗條件下就可進(jìn)行產(chǎn)氫反應，容易實(shí)現產(chǎn)氫反應器的工程放大試驗，加之厭氧細菌能利用多種有機物質(zhì)作為制氫反應原料，可使多種工農業(yè)有機污水得到潔凈化處理，有效地治理了環(huán)境污染，同時(shí)還產(chǎn)生潔凈的氫氣，使工農業(yè)有機廢棄物實(shí)現了資源化利用，也被認為是較為理想的產(chǎn)氫途徑，引起了國內外氫能 科技 工作者的青睞，尤其是中國在厭氧產(chǎn)氫細菌選育、產(chǎn)氫機理和工程技術(shù)等方面取得了令人矚目的研究進(jìn)展。
但在研究中發(fā)現，該途徑存在厭氧細菌在發(fā)酵制氫過(guò)程中的產(chǎn)氫量和原料利用率均比較低等問(wèn)題。其主要原因是：從厭氧產(chǎn)氫菌細胞生存的角度看。
