1. 為什麼製取氫氣的成本高,它的貯存困難表現在哪些方面
A、氫氣作為燃料暫時不能廣泛使用,是因為製取成本高和貯存困難,不是原料受到限制,所以錯誤.B、氫氣燃燒的產物是不污染環境的水,所以錯誤.C、氫氣作為燃料暫時不能廣泛使用,是因為製取成本高和貯存困難,所以正確.D、氫氣作為燃料有三大優點:燃燒放熱多、產物是無污染的水、原料來源廣泛,所以錯誤.故選C.
2. 用電解水生成氫氣做燃料劃算嗎
肯定是不劃算的,如果你能使它變的劃算那你就是21世紀最偉大的科學家了!水在電離過程中消耗的電能屬於二次能源,從這一點來說就有點浪費能源了!在通常情況下1mol(兩克) 氫氣燃燒時約放熱為286KJ,而每kg汽油燃燒時放出的熱量約為46000KJ,汽油的密度為0.72-0.74g/ml,取中間值算0.73,則燃燒一升汽油放熱0.73*46000=33580KJ,算出需氫氣的量為33580/286=117.4mol 將mol換算成體積為117.4*22.4=2629.76升 約等於2.6個立方,所以完全燃燒一升汽油產生的熱量 需要完全燃燒2.6立方米的氫氣才能達到同樣的效果。所以不管從什麼角度來講都是很不劃算的也很不方便利用!
3. 電解水制氫成本
以目前主流的鹼性電解水為例,制氫效率約5度/立方米,電費成本約佔85%,因此其經濟性受電價的影響大。
電解水制氫的原理是在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發生電化學反應,分解成氫氣和氧氣。
根據電解槽隔膜材料的不同,電解水制氫主要分為鹼性電解水、質子交換膜電解水(PEM)和固體氧化物電解水(SOE)三類。
其中,鹼性電解水技術已經實現工業規模化產氫,技術成熟;PEM處於產業化發展初期;SOE還處在實驗室開發階段。
4. 電解水制氫為什麼成本較高
因為電解水從能量轉化的角度有無用功消耗能量而造成成本提高,所以,消耗電能的成本比產生的氫能燃燒產生的熱能的成本高了許多。
5. 電解水制氫氣優點
水電解制氫有上百年的歷史了,是一個成熟的技術。目前水電解制氫的最大挑戰是能耗,目前獲得1標准立方氫氣的綜合電耗在5.2-6度,所以水電解制氫是所有制氫中成本最高的。由於電解水的主要成本由電價決定,所以電價是制約發展的主要因素。目前最好的辦法是利用可再生能源的來制氫,把電網無法消納的電來制氫,這樣電的成本就很低,製得的氫氣作為能源使用,整個過程沒有碳排放。
第二個制約的因素是設備成本,大型水電解制氫設備的成本相對於其他方式也偏高。
第三個因素是設備大型化,目前能製造出來的單台最大為1000立方,應用於能源來說還是太小。設備大型化後可以降低設備製造成本。
其他的因素就是市場應用,水電解在氫氣作為能源前只有用於特殊工業應用,沒有市場支撐導致技術研發進步緩慢,單體製造成本下降困難。
水電解的優點是,技術成熟,工藝簡單,氣體純度高,是目前唯一一種能與可再生能源銜接制氫方式。
6. 為何制氫能成本大
氫是一種化學元素,化學符號為H,原子序數是1,在元素周期表中位於第一位。它的原子是所有原子中最小的。氫通常的單質形態是氫氣。它是無色無味無臭,極易燃燒的由雙原子分子組成的氣體,氫氣是最輕的氣體。它是宇宙中含量最高的物質. 氫原子存在於水, 所有有機化合物和活生物中.導熱能力特別強,跟氧化合成水。在0攝氏度和一個大氣壓下,每升氫氣只有0.09克重——僅相當於同體積空氣重量的14.5分之一。
元素在太陽中的含量:(ppm)
7500000
地殼中含量:(ppm)
1500
在常溫下,氫氣比較不活潑,但可用催化劑活化。單個存在的氫原子則有極強的還原性。在高溫下氫非常活潑。除稀有氣體元素外,幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。
名稱, 符號, 序號:氫、H、1
系列:非金屬
原子體積:(立方厘米/摩爾)
14.4
氧化態:
Main H+1
Other H0, H-1
族, 周期, 元素分區:1族, 1, s
電離能 (kJ /mol)
M - M+ 1312
密度、硬度:0.0899 kg/m3(273K)、NA
熱導率: W/(m·K)
180.5
化學鍵能: (kJ /mol)
H-H 454
H-F 566
H-Cl 431
H-Br 366
H-I 299
晶胞參數:
a = 470 pm
b = 470 pm
c = 340 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
顏色和外表:無色
聲音在其中的傳播速率:(m/S)
1310
Image:H,1.jpg
大氣含量:0.0001 %
地殼含量:0.88 %
原子屬性
原子量:1.00794 原子量單位
原子半徑:(計算值) 25(53)pm
共價半徑:37 pm
范德華半徑:120 pm
價電子排布:1s1
電子在每能級的排布:1
氧化價(氧化物):1(兩性的)
晶體結構:六角形
[編輯本段]物理屬性
物質狀態 氣態
核內質子數:1
核外電子數:1
核電核數:1
質子質量:1.673E-27
質子相對質量:1.007
所屬周期:1
所屬族數:IA
摩爾質量:1g/mol
氫化物:無
氧化物:H2O
最高價氧化物:H2O
外圍電子排布:1s1
核外電子排布:1
顏色和狀態:無色氣體
原子半徑:0.79
常見化合價:+1,-1
熔點:14.025 K (-259.125 °C)
沸點:20.268 K (-252.882 °C)
摩爾體積:22.4L/mol
汽化熱:0.44936 kJ/mol
熔化熱:0.05868 kJ/mol
蒸氣壓:209 帕(23K)
聲速:1270 m/s(293.15K)
[編輯本段]其他性質
電負性:2.2(鮑林標度)
比熱:14304 J/(kg·K)
電導率:無數據
熱導率:0.1815 W/(m·K)
電離能:1312 kJ/mol
最穩定的同位素
同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量
MeV 衰變產物
1H 99.985 % 穩定
2H 0.015 % 穩定
3H 10-15 % /
人造 12.32年 β衰變 0.019 3He
4H 人造 9.93696×10-23秒 中子釋放 2.910 3H
5H 人造 8.01930×10-23秒 中子釋放 ? 4H
6H 人造 3.26500×10-22秒 三粒中子
釋放 ? 3H
7H 人造 無數據 中子釋放? ? 6H?
核磁公振特性
1H 2H 3H
核自旋 1/2 1 1/2
靈敏度 1 0.00965 1.21方法 基本原理 適用原料氣 製得的氫氣純度(%) 適用規格
高壓催化法 氫與氧發生催化反應而除去氧
含氧的氫氣,主要為電解法製得的氫氣 99.999 小
金屬氫化物分離法 先使氫與金屬形成金屬氫化物後,加熱或減壓使其分解 氫含量較低的氣體 >99.9999 中小
高壓吸附法 吸附劑選擇吸附雜質 任何含氫氣體 99.999 大
低溫分離法 低溫下使氣體冷凝
任何含氫氣體 90~98 大
鈀合金薄膜擴散法 鈀合金薄膜對氫有選擇滲透性,而其他氣體不能透過 氫含量較低的氣體 >99.9999 中小
聚合物薄膜擴散法 氣體通過薄膜的擴散速率不同
煉油廠廢氣 92~98 小
同位素
在自然界中存在的同位素有: 氕 (氫1)、氘 (氫2, 重氫)、氚 (氫3, 超重氫)
以人工方法合成的同位素有: 氫4、氫5、氫6、氫7
氕只同位素-氫,這里是特指的
氫,可以泛指氫這種元素 即原子核中只有一個質子的元素, 包括氕氘氚;同時也可以指氫氣。
氘的元素符號為D,氚的元素符號為T。
最穩定的同位素
同位素
豐度
半衰期
衰變模式
衰變能量
MeV
衰變產物
1H
99.985 % 穩定
2H
0.015 % 穩定
3H
10-15 % /
人造
12.32年 β衰變
0.019 3He[來源請求]
4H
人造 9.93696×10-23秒 中子釋放
2.910 3H
5H
人造 8.01930×10-23秒 中子釋放 ? 4H
6H
人造 3.26500×10-22秒 三粒中子
釋放 ? 3H
7H
人造 無數據 中子釋放? ? 6H?
核磁共振特性
1H 2H 3H
核自旋
1/2 1 1/2
靈敏度 1 0.00965 1.21
[編輯本段]發現
16世紀末期,瑞士化學家巴拉采爾斯把鐵放在硫酸中,鐵片頓時和硫酸發生激烈的化學反應,放出許多氣泡——氫氣。但直到1766年,氫才被英國科學家卡文迪許(Henry Cavendish)確定為化學元素,當時稱為可燃空氣,並證明它在空氣中燃燒生成水。(一說:1783年)1787年法國化學家拉瓦錫 (Antoine Lavoisier)證明氫是一種單質並給它命名。
[編輯本段]名稱由來
希臘語 hudôr(水) gennen (造成),意即「產生水」的物質。
中文原稱「氫氣」為「輕氣」,「氫」屬爾後新造之形聲字。
日語循希臘語原義,稱為「水素」.
[編輯本段]分布
在地球上和地球大氣中只存在極稀少的游離狀態氫。在地殼里,如果按重量計算,氫只佔總重量的1%,而如果按原子百分數計算,則佔17%。氫在自然界中分布很廣,水便是氫的「倉庫」——水中含11%的氫;泥土中約有1.5%的氫;石油、天然氣、動植物體也含氫。在空氣中,氫氣倒不多,約占總體積的一千萬分之五。在整個宇宙中,按原子百分數來說,氫卻是最多的元素。據研究,在太陽的大氣中,按原子百分數計算,氫佔81.75%。在宇宙空間中,氫原子的數目比其他所有元素原子的總和約大100倍。