Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Производство Н2 способом электролиза




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Вторая возможность производства H2 называется электролиз. Этот метод состоит

в проведении химической реакции путем использования электрической энергии и

нередко применятся для получения металлов и газообразных веществ.

Водород получается путем электролиза воды, то есть разложения воды под

воздействием постоянного тока на ее составные части – водород и кислород. Для

этого достаточно погрузить в сосуд с водой два электрода и приложить к ним

постоянный ток. При этом один электрод является анодом (+), а другой – катодом (-

).

Химическая реакция при электролизе воды

An Kathode bzw. Anode laufen nun eine Reihe von einzelnen chemischen Reaktionen

ab. Dabei На катоде и аноде начинает протекать ряд отдельных химических

реакций. Их «промежуточными продуктами» являются ионы гидроксида (OH-) и

ионы гидрония (H3O+). Поскольку эти имеют определенный заряд, они начинают

перемещаться к электроду с соответственно противоположным зарядом и опять

реагируют на нем с водородом и кислородом. В результате этого через воду течет

электрический ток:

Анодное пространство Катодное пространство

4 OH- → 2 H2O + O2 + 4 e- 2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH-



6 H2O → 3 H3O+ + O2 + 4e- 2 H3O+ + 2 e- → 2 H2O + H2

Все эти реакции можно выразить суммарной формулой:

2 H2O → 2H2 + O2

 

количество электрической энергии. Особенно интересным этот процесс может

стать в том случае, если в нем используется энергия из возобновляемых

источников, например, солнечная или ветряная энергия.

Электрохимический эквивалент

Часто необходимо знать, какая масса определенного вещества выделяется при

электролизе, если в течение определенного времени на электроды подавался

заданный ток, требуемый для электролиза. В таких расчетах используется

величина электрохимического эквивалента «Ä». Она соответствует количеству

выделенного вещества в кг, при токе электролиза 1 А в секунду, то есть

использовании заряда Q = 1 Кл (кулон). Поскольку масса вещества очень

материала, часто она указывается в миллиграммах (мг).

Электрохимический эквивалент водорода рассчитывается по формуле:

Аккумуляторы водорода

Только в некоторых случаях водород может производиться и использоваться в

режиме «just in time». Как правило, водород приходится аккумулировать. Поскольку

хранение большого количества газообразного водорода при атмосферном

давлении возможно только в емкости значительного объема, водород перед

хранением должен быть сжат соответствующими способами.

Важным параметром при оценке и конструировании аккумуляторов является

плотность хранения, которая определяется соотношением аккумулируемой массы

H2 к объему (объемная плотность хранения) или к массе (гравиметрическая

плотность хранения) аккумулятора водорода. Если важно знать, каково

энергетическое содержание аккумулятора водорода (то есть количество химически

связанной энергии, хранящейся в нем в форме H2), то плотность хранения можно

также выразить в виде отношения аккумулируемой энергии к объему или массе

аккумулятора. Из этого следует, что плотность хранения может быть рассчитана по

следующим формулам:

_ ρm vol = объемная плотность хранения по массе

_ ρm grav = гравиметрическая плотность хранения по

массе

_ ρW vol = объемная плотность хранения по энергии

_ ρW grav = гравиметрическая плотность хранения по

энергии

_ mH2 = масса аккумулируемого водорода

_ Wch H2 = энергетическое содержание

аккумулируемого водорода

_ VS = объем аккумулятора водорода

_ mS = масса аккумулятора водорода

 

 

В основу аккумулирования положены три принципа:

Вид хранения

Примерная плотность

Хранения

Аккумуляторы сжатого водорода– это емкости для газообразного водорода, находящегося под высоким давлением до 700 бар, что позволяет существенно повысить плотность хранения. Этот способ хранения широко распространен, поскольку он относительно прост и дешев. Для перевозки водорода используются цистерны с давлением до 350 бар. Баки модели «Mercedes B-класса» F-CELL заправляются под давлением 700 бар, в результате чего повышается плотность хранения. В зависимости от давления в аккумуляторе на сжатие расходуется до 15 % теплотворности хранимого водорода..




Читайте также:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (482)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.02 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7