制氫的方法(目前制氫的方法)
1.目前制氫的方法有哪些
(1)太陽能電解水制氫。電解水制氫是目前應(yīng)用較廣且比較成熟的方法，效率較高，但耗電大，用常規(guī)電制氫成本比較高。
(2)太陽能熱分解水制氫。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(yīng)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題。
(4)太陽能光化學(xué)分解水制氫。這一制氫過程與上述熱化學(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，增加對陽光中長波光能的吸收，利用光化學(xué)反應(yīng)制氫。
(5)生物光合作用制氫?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，蘭綠藻等許多藻類在無氧環(huán)境中適應(yīng)一段時間，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放氫機(jī)理了解還不夠，藻類放氫的效率很低，目前還不能實現(xiàn)工業(yè)化產(chǎn)氫。
2.制氫的全部方法
1、太陽能電解水制氫。
電解水制氫是目前應(yīng)用較廣且比較成熟的方法，效率較高，但耗電大，用常規(guī)電制氫成本比較高。 2、太陽能熱分解水制氫。
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(yīng)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題。 4、太陽能光化學(xué)分解水制氫。
這一制氫過程與上述熱化學(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，增加對陽光中長波光能的吸收，利用光化學(xué)反應(yīng)制氫。 擴(kuò)展資料 太陽能制氫方法步驟 典型的光電化學(xué)分解太陽池由光陽極和陰極構(gòu)成。
光陽極通常為光半導(dǎo)體材料，受光激發(fā)可以產(chǎn)生電子空穴對，光陽極和對極（陰極）組成光電化學(xué)池，在電解質(zhì)存在下光陽極吸光后在半導(dǎo)體帶上產(chǎn)生的電子通過外電路流向陰極，水中的氫離子從陰極上接受電子產(chǎn)生氫氣。 半導(dǎo)體光陽極是影響制氫效率最關(guān)鍵的因素。
應(yīng)該使半導(dǎo)體光吸收限盡可能地移向可見光部分，減少光生載流子之間的復(fù)合，以及提高載流子的壽命。光陽極材料研究得最多的是TiO2。
TiO2作為光陽極，耐光腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好。而它禁帶寬度大，只能吸收波長小于387nm的光子。
參考資料來源：百度百科-太陽能制氫。
3.制氫新方法有哪些
為了尋求經(jīng)濟(jì)實用的制氫方法，各國科學(xué)家都在努力探索。除了我們上面談到的傳統(tǒng)制氫方法之外，近些年國外又發(fā)現(xiàn)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次實驗，從分解的水中得到了不同比例的氫和氧。
實驗過程中發(fā)現(xiàn)，如果得到的氧的壓力增加到500帕斯卡，水的分解過程就會減慢。氧化亞銅粉末的使用壽命可達(dá)1900小時之久。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更長的可見光照射下發(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(zhuǎn)化器進(jìn)行改造，僅需要很少的成本就會使水分解。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行駛633千米。
用光催化劑反應(yīng)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(xiàn)二氧化鈦經(jīng)光（紫外線）照射可分解水的現(xiàn)象。他們本打算應(yīng)用這一方法制氫，但由于氫和氧的生成量較少，在經(jīng)濟(jì)上不劃算，從而中斷了這一研究。
不久前的研究成果表明，同時使用光催化劑反應(yīng)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(yīng)”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)過光催化反應(yīng)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(jié)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xingdunwei
工業(yè)制氫方法概述世界上大多數(shù)氫氣通過天然氣、丙烷、或者石腦油重整制得。經(jīng)過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。這種路線占目前工業(yè)方法的80%，其制氫產(chǎn)率為70%—90%。烴類重整制氫技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，從提高重整效率，增強(qiáng)對負(fù)載變換的適應(yīng)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(qiáng)化燃燒重整等。煤直接液化工藝中一個重要單元就是的單元就是加氫液化，下面著重介紹幾種工業(yè)上制氫工藝：一、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法蒸汽轉(zhuǎn)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發(fā)生反應(yīng)。轉(zhuǎn)化生成物主要為氫、一氧化碳和二氧化碳。該過程需要消耗大量的能量，只不過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(fèi)腦筋，若是直接排入大氣，勢必造成環(huán)境污染。二、烴類分解生成氫氣和炭黑的制氫方法該方法是將烴類分子進(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分解制取氫氣和炭黑。（1）熱裂解法：將烴類原料在無氧（隔絕空氣），無火焰的條件下，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)太陽能電解水制氫。
電解水制氫是目前應(yīng)用較廣且比較成熟的方法，效率較高，但耗電大，用常規(guī)電制氫成本比較高。 （2）太陽能熱分解水制氫。
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(yīng)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題。 （4）太陽能光化學(xué)分解水制氫。
這一制氫過程與上述熱化學(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，增加對陽光中長波光能的吸收，利用光化學(xué)反應(yīng)制氫。 （5）生物光合作用制氫。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蘭綠藻等許多藻類在無氧環(huán)境中適應(yīng)一段時間，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放氫機(jī)理了解還不夠，藻類放氫的效率很低，目前還不能實現(xiàn)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，鎳為陽極面的串聯(lián)電解槽（外形似壓濾機(jī)）來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。
陽極出氧氣，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(hù)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(dǎo)體原材料，④油脂氫化，⑤雙氫內(nèi)冷發(fā)電機(jī)中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學(xué)院氣體廠就用水電解法制氫。
二、水煤氣法制氫 用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應(yīng)而得水煤氣（C+H2O→CO+H2—熱）。凈化后再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉(zhuǎn)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(shè)備較多，在合成氨廠多用此法。
有的還把CO與H2合成甲醇，還有少數(shù)地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實驗廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。
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，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加氫工廠等）。 四、焦?fàn)t煤氣冷凍制氫 把經(jīng)初步提凈的焦?fàn)t氣冷凍加壓，使其他氣體液化而剩下氫氣。
此法在少數(shù)地方采用（如前蘇聯(lián)的Ke Mepobo工廠）。 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，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），像北京釀酒廠就生產(chǎn)這種副產(chǎn)氫，用來燒制石英制品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應(yīng)制氫 但品質(zhì)較差，此系較陳舊的方法現(xiàn)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(xì)菌制氫、光合細(xì)菌制氫 根據(jù)所用的微生物、產(chǎn)氫原料及產(chǎn)氫機(jī)理不同，生物制氫可以分為光解水制氫、厭氧細(xì)菌制氫、光合細(xì)菌制氫等3種類型，其特點如表1所示。
綠 藻 以水為原料，太陽能轉(zhuǎn)化率較高 產(chǎn)氫過程需要光照，光強(qiáng)度的影響較大，系統(tǒng)產(chǎn)氫不穩(wěn)定，同時產(chǎn)生的氧對反應(yīng)有抑制作用。 藍(lán)細(xì)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(xì)菌 不需要光照，可連續(xù)產(chǎn)氫，可利用多種有機(jī)質(zhì)做底物，產(chǎn)氫過程為厭氧過程，無氧氣限制問題，系統(tǒng)易于實現(xiàn)放大試驗 反應(yīng)需控制pH值在酸性范圍內(nèi)，原料利用率低，產(chǎn)物的抑制作用明顯 光合 細(xì)菌 產(chǎn)氫效率高，可利用多種有機(jī)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，通過光合作用分解水，生成有機(jī)物，同時釋放出氫氣。
其作用機(jī)理和綠色植物光合作用機(jī)理相似，在某些藻類和真核生物（藍(lán)細(xì)菌）體內(nèi)擁有PSⅠ、PSⅡ等兩個光合中心，PSⅠ產(chǎn)生還原劑用來固定CO2,PSⅡ接收太陽光能分解水產(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(dá)氫酶，H+在氫酶的催化作用下形成H2。其中，利用藻類光解水產(chǎn)氫的系統(tǒng)稱為直接生物光解制氫系統(tǒng)，利用藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行產(chǎn)氫的系統(tǒng)稱為間接光解水產(chǎn)氫系統(tǒng)。
藻類的產(chǎn)氫反應(yīng)受氫酶催化，可以利用水作為電子和質(zhì)子的原始供體，這是藻類產(chǎn)氫的主要優(yōu)勢。藍(lán)細(xì)菌同時具有固氮酶和氫酶，其產(chǎn)氫過程主要受固氮酶作用，氫酶主要在吸氫方向上起作用。
藍(lán)細(xì)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)子也來自于水的裂解[10]。 (2)厭氧細(xì)菌產(chǎn)氫是利用厭氧產(chǎn)氫細(xì)菌在黑暗、厭氧條件下將有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為氫氣。
目前認(rèn)為厭氧細(xì)菌產(chǎn)氫過程可通過丙酮酸產(chǎn)氫途徑、甲酸分解產(chǎn)氫途徑、通過NADH/NAD+平衡調(diào)節(jié)產(chǎn)氫途徑等三條途徑實現(xiàn)，丙酮酸產(chǎn)氫途徑和甲酸分解產(chǎn)氫途徑有時也稱為氫的直接產(chǎn)生途徑[11]，即葡萄糖首先通過EMP途徑發(fā)酵形成丙酮酸、ATP和NADPH；丙酮酸通過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(dāng)質(zhì)子存在時便使質(zhì)子還原生成氫氣。 （3）光合細(xì)菌制氫是利用光合細(xì)菌在厭氧條件下通過光照將有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為氫氣。
光合細(xì)菌是一類原始的古細(xì)菌，在光照條件下可以將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為分子氫。自1949年美國生物學(xué)家Gest首次證明光合細(xì)菌（Rhodospirillum? rubrum）在光照條件下的產(chǎn)氫現(xiàn)象后，大量的 研究 表明，光合細(xì)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(xì)菌只含有一個光合中心，且電子供體是有機(jī)物或還原態(tài)硫化物，所以光合磷酸化過程不放氧，且只產(chǎn)生ATP而不產(chǎn)生NAD(P)H。與綠藻和藍(lán)細(xì)菌相比，這種只產(chǎn)氫不放氧的特性，可大大簡化生產(chǎn)工藝，不存在產(chǎn)物氧氣和氫氣分離問題，也不會造成固氮酶的失活[11]。
2 生物制氫技術(shù)現(xiàn)狀及其障礙 氫能已成為兩次能源危機(jī)后各國政府能源政策的支持重點，而生物制氫技術(shù)被公認(rèn)為未來替代能源中最有 應(yīng)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，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（藍(lán)細(xì)菌）能直接利用水和太陽光進(jìn)行產(chǎn)氫，被認(rèn)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、中國等在藻類分子生物學(xué)、耐氧藻類開發(fā)、促進(jìn)劑等技術(shù)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，并開發(fā)了各式生物反應(yīng)器，完成了藻類制氫從實驗室逐步走向?qū)嵱玫霓D(zhuǎn)化[13~16]。但在藻類的產(chǎn)氫過程中同時伴隨著氧的產(chǎn)生，反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣除了能與生成的氫氣反應(yīng)外，還是氫酶活性的抑制劑，從而影響系統(tǒng)的產(chǎn)氫速率；同時當(dāng)光強(qiáng)較大時，其主要進(jìn)行CO2的吸收并合成所需的有機(jī)物質(zhì)。
因此，藻類產(chǎn)氫不穩(wěn)定且易被其副產(chǎn)品氧氣所抑制[17],[18]。與藻類相似，藍(lán)細(xì)菌在產(chǎn)氫的同時也會產(chǎn)生氧氣，而氧是固氮酶的抑制劑。
通過基因工程改變藻類的基因提高藻類的耐氧能力是目前的主要研究 內(nèi)容 ，并已取得了一些進(jìn)展[19]。 厭氧細(xì)菌產(chǎn)氫由于不依賴光照，在黑暗條件下就可進(jìn)行產(chǎn)氫反應(yīng)，容易實現(xiàn)產(chǎn)氫反應(yīng)器的工程放大試驗，加之厭氧細(xì)菌能利用多種有機(jī)物質(zhì)作為制氫反應(yīng)原料，可使多種工農(nóng)業(yè)有機(jī)污水得到潔凈化處理，有效地治理了環(huán)境污染，同時還產(chǎn)生潔凈的氫氣，使工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物實現(xiàn)了資源化利用，也被認(rèn)為是較為理想的產(chǎn)氫途徑，引起了國內(nèi)外氫能 科技 工作者的青睞，尤其是中國在厭氧產(chǎn)氫細(xì)菌選育、產(chǎn)氫機(jī)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(xiàn)，該途徑存在厭氧細(xì)菌在發(fā)酵制氫過程中的產(chǎn)氫量和原料利用率均比較低等問題。其主要原因是：從厭氧產(chǎn)氫菌細(xì)胞生存的角度看。
