工業燃料電池的氫氣如何生產

『壹』 氫燃料電池

優點： 1、無污染。燃料電池對環境無污染。它是通過電化學反應，而不是採用燃燒（汽、柴油）或儲能（蓄電池）方式－－最典型的傳統後備電源方案。燃燒會釋放象COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的（光伏電池板、風能發電等），整個循環就是徹底的不產生有害物質排放的過程。 2、無雜訊。燃料電池運行安靜，雜訊大約只有55dB，相當於人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合於室內安裝，或是在室外對雜訊有限制的地方。 3、電池高效率。燃料電池的發電效率可以達到50%以上，這是由燃料電池的轉換性質決定的，直接將化學能轉換為電能，不需要經過熱能和機械能（發電機）的中間變換。缺點： 1.氫氣的來源問題。氫氣不像氮氣和氧氣是空氣中的最主要組成因素，想得到氫氣可以通過電解水，但這可是個不太經濟的方法，能量損失極大！你想，先從電解水開始，耗費電能，產生氫氣，氫氣再發電過程中還會有能量損失；電解水的電現在也是以煤電為主發出來的吧，燒煤發電也會有能量損失。 2.金屬鉑的稀缺。在氫燃料電池發電的過程中會用到金屬鉑作為催化劑。這種金屬就是咱結婚買戒指那個比24K金更貴的那個鉑，它少啊，它貴啊，那麼大規模生產氫燃料電池，這個鉑就是瓶頸，完全沒有規模化後成本減少的效應，反而需求越多越貴，這可怎麼辦好？ 3.氫氣的安全性。有人說帶著氫氣瓶就像帶個氫彈，到底這個氫氣瓶會不會爆炸啊？氫氣是最輕的氣體，它的擴散性極強，氫的擴散系數比空氣大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以證明氫比汽油安全是有根據的。所以少量的氫氣泄漏，可以在空氣中很快被稀釋成安全的混合氣。氫氣的比重小，易向上逃逸，這使得事故時氫氣的影響范圍要小得多。在未來以分布式為主、零排放為特徵的能源構架中，氫能源系統會與電力系統並存互補，共同滿足交通運輸、家庭生活、工業生產的能源需求。

『貳』 如何制備氫氣

⒈ 工業氫氣生產方法：⑴由煤和水生產氫氣（生產設備煤氣發生設備，變壓吸附設備），⑵有裂化石油氣生產（生產設備裂化設備，變壓吸附設備，脫碳設備），⑶電解水生產（生產設備電解槽設備），⑷工業費氣。
⒉民用氫氣生產方法：⑴氨分解（生產設備汽化爐，分解爐，變壓吸附設備），⑵由活撥金屬與酸（生產設備不銹鋼或玻璃容器設備），⑵強鹼與鋁或硅（生產設備充氫氣球機設備）一般生產氫氣球都用此方法。
⒊試驗室氫氣生產方法：鹽酸與鋅粒（生產設備啟普發生器） 4.生物方面改造一些厭氧菌，使之在特定環境下分解水 5. 製造一些受光照產生電動勢的膜，使之分散在水裡。直接由太陽能提供能源電解水。
6.燃料電池

『叄』 氫氣是怎麼做的啊

實驗室製取
製取氫氣的簡易方法
①反應原理（利用金屬活動性比氫強的金屬單質與酸反應，置換出氫元素）
注意：
1、鉀、鈣、鈉等金屬與稀酸反應時，會優先置換出水中的氫並生成相應的鹼，且反應過於劇烈
2、選取的金屬應與酸反應速率適中，產生氣泡均勻
3、不能使用硝酸或濃硫酸，因為這兩種酸具有強氧化性，反應將會生成NO2或SO2
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑；Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
②收集
1.排水集氣法（用於收集難溶於水的氣體）
優點：可以收集到較純凈的氣體 缺點：收集到的氣體較濕潤
2.向下排空氣法（用於收集密度比空氣小，不與空氣中成分反應的氣體），
優點：過程簡潔 缺點：收集到的氣體不純
③電解水實驗
電解就是將兩根金屬或碳棒(即電極)放在要分解的物質(電解質)中， 然後接上電源，使電流通過液 體。化合物的陽離子移到帶負電的電極(陰極)，陰離子移到帶正電的電極(陽極)，化合物分為二極。
用鋅與稀硫酸反應：
氫氣的實驗室製取
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
注意：這里最好不用鹽酸是因為該反應放熱，鹽酸會揮發出氯化氫氣體，使製得的氣體含有氯化氫雜質。
用鋁和氫氧化鈉溶液反應製取：
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
註：市場上零壓氫氣機就是根據鋁和氫氧化鈉反應制氫充球。因為是開放性，是一邊放料一邊充球，所以機內是無氣壓的，安全系數較高。

工業製作法
①水煤氣法(主要成分CO和H2，C+H2O=高溫=CO+H2）
②電解水的方法制氫氣
③電解飽和食鹽水（2NaCl+2H2O=通電=2NaOH+H2↑+Cl2↑）

原始製作法
原始氫氣是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣，大部分分布在宇宙空間內和大的星球中，是恆星的核燃料，是組成宇宙中各種元素及物質的初始物質。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。
人造氫氣生產方法
可分為以下幾種
啟普發生器制氫氣
⒈ 工業氫氣生產方法：
⑴由煤和水生產氫氣（生產設備煤氣發生設備，變壓吸附設備）
將水蒸氣通過熾熱的炭層：C+H2O(g)=高溫=CO+H2（水煤氣），再低溫分離
⑵由裂化石油氣生產（生產設備裂化設備，變壓吸附設備，脫碳設備）
CH4=高溫催化劑=C+2H2
⑶電解水生產（生產設備電解槽設備）
⑷工業廢氣。
⒉民用氫氣生產方法：
⑴氨分解（生產設備汽化爐，分解爐，變壓吸附設備）
⑵由活潑金屬與酸（生產設備不銹鋼或玻璃容器設備）
(3)強鹼與鋁或硅（生產設備充氫氣球機設備）一般生產氫氣球都用此方法。
Si+2NaOH+H2O=加熱=Na2SiO3+2H2↑
(4)甲醇裂解（生產設備導熱油爐，甲醇汽化裂解設備，變壓吸附裝置）一般用氫氣量較大化工廠均用此方法。
CH3OH=高溫催化=2H2↑+CO↑，低溫分離
⒊試驗室氫氣生產方法：
硫酸與鋅粒（生產設備：啟普發生器）
4.其他
(1)由重水電解。
(2)由液氫低溫精鎦。
工業製法
一、電解水制氫 多採用鐵為陰極面，鎳為陽極面的串聯電解槽（外形似壓濾機）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，但產品純度大，可直接生產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粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑，③製取多晶硅、鍺等半導體原材料，④油脂氫化，⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。利用電解飽和食鹽水產生氫氣
如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
二、水煤氣法制氫 氣用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應而得水煤氣（C+H2O→CO+H2—熱）。凈化後再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的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量很大，設備較多，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 石油熱裂副產的氫氣產量很大，常用於汽油加氫，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採用，在中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 也在有些地方採用（如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等）。
四、焦爐煤氣冷凍制氫 把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓，使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數地方採用（如前蘇聯的Ke Mepobo工廠）。
五、電解食鹽水的副產氫 在氯鹼工業中副產多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩餘，也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。
利用電解飽和食鹽水產生氫氣：如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
六、釀造工業副產
用玉米發酵丙酮、丁醇時，發酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣，經多次提純後可生產普氫（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一步除去雜質（如少量N2）可製取純氫（99.99%以上），像北京釀酒廠就生產這種副產氫，用來燒制石英製品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應制氫
3Fe+4H2O=高溫=Fe3O4+4H2
但品質較差，此系較陳舊的方法現已基本淘汰
八、金屬鎂和水的反應制氫

Mg+H20--->Mg(oH)2+H2
通過某些礦物質的參與，鎂會在冷水中緩慢均衡地反應，並生成豐富的氫氣。
其他
工業上用水和紅熱的碳反應
C+H2O=高溫=CO+H2
製取氫氣的新方法
盛有氫氣的集氣瓶的放置方法
1.用氧化亞銅作催化劑並用紫外線照射從水中製取氫氣。
2.用新型的鉬的化合物做催化劑從水中製取氫氣。
3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。
4.陶瓷跟水反應製取氫氣。
5.生物質快速裂解油製取氫氣。
6.從微生物中提取的酶制氫氣。
7.用細菌製取氫氣。
8.用綠藻生產氫氣。
9.有機廢水發酵法生物制氫氣。
10.利用太陽能從生物質和水中製取氫氣。
利用太陽能從生物質和水中製取氫氣是最佳的製取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開采、運輸。怎樣製取氫氣的成本就大大降低。
11.用二氧化鈦作催化劑，在激光的照射下，讓水分解成氫氣和氧氣.
12.硼和水蒸氣在高溫下反應製取氫氣，化學方程式為2B+6H2O=高溫=2H3BO3+3H2

新型制氫
氫作為一種清潔能源已被廣泛重視，並普遍作為燃料電池的動力源，然而製取氫的傳統方法成本高，技術復雜。美國研究人員日前開發出一種利用木屑或農業廢棄物的纖維素製取氫的技術，有望解決氫製取費用高的難題。
來自美國弗吉尼亞理工大學、橡樹嶺國家實驗室等機構的研究人員發表報告說，他們把14種酶、1種輔酶、纖維素原料和加熱到32攝氏度左右的水混合，製造出純度足以驅動燃料電池的氫氣。
研究人員說，他們的「一鍋燴」過程有不少進步，比如採用與眾不同的酶混合物，還提高了氫氣的生成速度。此外，除了把纖維素中分解出的糖轉化為化學能量外，這一過程還可產出高質量的氫。
研究人員說，他們主要使用從木屑中分解的纖維素原料製取氫，不過也可以使用稻草、廢棄的莊稼稈等。木屑或農業廢棄物資源非常豐富，利用它們製取氫，不僅可降低製造成本，而且將大大擴大生產氫的原料資源。

『肆』 燃料電池所使用的氫燃料來源那裡

水氫汽車是向華博士團隊開發的「水氫技術」在清潔能源汽車領域的應用，將水氫發電模塊替代純電動車的鋰電池系統及燃料電池汽車的燃料電池模塊。水氫發電模塊利用甲醇制氫再發電，電力來源清潔可持續，利用氫氣發電卻無需加氫，做到「用氫不見氫」，解決充電難和加氫難的問題。氫能是一種能量密度很高的清潔可再生能源，理論上可以廣泛應用於各種動力設備，但難以常溫常壓儲存是其發展的一個重要瓶頸。水氫技術避開了氫能壓儲運瓶頸，降低了氫能使用成本，通過移動分布式制氫解決了氫能應用瓶頸。和高壓儲氫燃料電池汽車不同，水氫汽車的動力來自水氫發電模塊。水氫汽車依託水氫技術，無需存儲氫氣，氫氣即產即用，續航里程更長；原料甲醇屬於可再生能源，來源廣泛，其液態形式更方便規模化安全運輸；可充分利用現有加油站等基礎設施實現甲醇加註；水氫汽車行駛過程中只排放水，沒有污染，實現了低碳環保。氫能汽車是未來汽車產業發展趨勢，隨著歐美日韓氫能汽車相繼發布，氫能汽車大發展的時代已經到來。水氫汽車的開發，將極大推動氫能在汽車領域的應用，助力汽車行業向綠色低碳轉型升級。

『伍』 為什麼氫氧燃料電池不能大批量生產

樓上說的是氫氣的問題，不是燃料電池的問題
燃料電池不能大批量生產有三個原因
1.材料昂貴
2.加工精度高，批量化生成困難
3.使用貴金屬催化劑

『陸』 氫氧燃料電池中氫氣是如何失去電子的

給你來句言簡意賅的：在鉑催化劑的作用下失去了電子。
至於它為什麼能失去，則可以這么告訴你：氫氣和氧氣在常溫下是可以反應的（熱力學上是可行的），只是他們的速度無限緩慢（動力學上無限緩慢），而鉑催化使速率加快，因此電子通過外電路傳輸到氧一極，開始了反應。

『柒』 燃料電池氫氣的制備和存儲解決方案

為了滿足軍用燃料電池便攜性、模塊化、安全性的要求，本項目中採用兩種方案來解決氫氣的制備、存儲問題。(僅供參考：亞南答 亞南集團:柴油發電機組、燃料電池研發生產)
若做軍隊常規備用電源，可用儲氫合金瓶儲氫
若戰時緊急用途及單兵機動作戰電源，可採用獨立式制氫機（以硼氫化鈉為例 ）
儲氫合金瓶
NaBH4制氫
硼氫化鈉（NaBH4）具有較高的理論儲氫密度( 10.7%)，可長期穩定儲存，水解過程溫和等優點，並且制氫規模可以根據用戶需要而調整，全過程環境友好，其水解制氫可作為質子交換膜燃料電池( PEMFC) 供電系統的在線氫源，因此，硼氫化鈉制氫成為近年來被廣泛關注的制氫技術。NaBH4 在水溶液中會發生自發水解，而鹼性條件可以顯著降低其水解速度，只要與特定的催化劑接觸，其鹼性溶液可以按照如下反應快速、可控地釋放出氫氣：
NaBH4 + 2 H2O--- NaBO2 + 4 H2

『捌』 FC(燃料電池)中H2(氫氣)的來源有哪些

1、由煤和水生產氫氣（生產設備煤氣發生設備，變壓吸附設備）

將水蒸氣通過熾熱的炭層：C+H2O(g)=高溫=CO+H2（水煤氣），再低溫分離；

2、由裂化石油氣生產（生產設備裂化設備，變壓吸附設備，脫碳設備）；

CH4=高溫催化劑=C+2H2；

3、電解水生產（生產設備電解槽設備）；

4、工業廢氣。

氫氣是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣，大部分分布在宇宙空間內和大的星球中，是恆星的核燃料，是組成宇宙中各種元素及物質的初始物質。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。

(8)工業燃料電池的氫氣如何生產擴展閱讀：

氫作為一種清潔能源已被廣泛重視，並普遍作為燃料電池的動力源，然而製取氫的傳統方法成本高，技術復雜。美國研究人員日前開發出一種利用木屑或農業廢棄物的纖維素製取氫的技術，有望解決氫製取費用高的難題。

來自美國弗吉尼亞理工大學、橡樹嶺國家實驗室等機構的研究人員發表報告說，他們把14種酶、1種輔酶、纖維素原料和加熱到32攝氏度左右的水混合，製造出純度足以驅動燃料電池的氫氣。

研究人員說，他們的「一鍋燴」過程有不少進步，比如採用與眾不同的酶混合物，還提高了氫氣的生成速度。此外，除了把纖維素中分解出的糖轉化為化學能量外，這一過程還可產出高質量的氫。

『玖』 如何提取氫氣

一、電解水制氫

多採用鐵為陰極面，鎳為陽極面的串聯電解槽（外形似壓濾機）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，但產品純度大，可直接生產99.7%以上純度的氫氣。

二、水煤氣法制氫

氣用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應而得水煤氣。

凈化後再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉化成CO₂，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量很大，設備較多，在合成氨廠多用此法。

三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫

石油熱裂副產的氫氣產量很大，常用於汽油加氫，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採用，在中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 也在有些地方採用。

四、焦爐煤氣冷凍制氫

把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓，使其他氣體液化而剩下氫氣。

五、電解食鹽水的副產氫

在氯鹼工業中副產多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩餘，也可經提純生產普氫或純氫。

(9)工業燃料電池的氫氣如何生產擴展閱讀：

人工生產氫氣，最為眾所周知的方法莫過於電解水制氫。

但是這種傳統的方法並不經濟，生產相當於一升汽油熱量的氫氣，至少需要消耗45度電能，況且人類電能本來已經非常缺乏。生產清潔的氫能源，關鍵在於能夠尋找到一種沒有污染耗能少的方法，從含氫最豐富的資源——水中提取出氫分子來。

參考資料來源：網路-氫氣

『拾』 燃料電池汽車怎麼解決氫氣的產生問題

氫氣來原問題很好解決！就是氫氣分子分解成氫原子就難了設計製造材料成本非常高，目前最難功克，解決這個難關氣油柴油就變得一文不值了