工业燃料电池的氢气如何生产

‘壹’ 氢燃料电池

优点： 1、无污染。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式－－最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池板、风能发电等），整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。 2、无噪声。燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。 3、电池高效率。燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。缺点： 1.氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素，想得到氢气可以通过电解水，但这可是个不太经济的方法，能量损失极大！你想，先从电解水开始，耗费电能，产生氢气，氢气再发电过程中还会有能量损失；电解水的电现在也是以煤电为主发出来的吧，烧煤发电也会有能量损失。 2.金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是咱结婚买戒指那个比24K金更贵的那个铂，它少啊，它贵啊，那么大规模生产氢燃料电池，这个铂就是瓶颈，完全没有规模化后成本减少的效应，反而需求越多越贵，这可怎么办好？ 3.氢气的安全性。有人说带着氢气瓶就像带个氢弹，到底这个氢气瓶会不会爆炸啊？氢气是最轻的气体，它的扩散性极强，氢的扩散系数比空气大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以证明氢比汽油安全是有根据的。所以少量的氢气泄漏，可以在空气中很快被稀释成安全的混合气。氢气的比重小，易向上逃逸，这使得事故时氢气的影响范围要小得多。在未来以分布式为主、零排放为特征的能源构架中，氢能源系统会与电力系统并存互补，共同满足交通运输、家庭生活、工业生产的能源需求。

‘贰’ 如何制备氢气

⒈ 工业氢气生产方法：⑴由煤和水生产氢气（生产设备煤气发生设备，变压吸附设备），⑵有裂化石油气生产（生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备），⑶电解水生产（生产设备电解槽设备），⑷工业费气。
⒉民用氢气生产方法：⑴氨分解（生产设备汽化炉，分解炉，变压吸附设备），⑵由活拨金属与酸（生产设备不锈钢或玻璃容器设备），⑵强碱与铝或硅（生产设备充氢气球机设备）一般生产氢气球都用此方法。
⒊试验室氢气生产方法：盐酸与锌粒（生产设备启普发生器） 4.生物方面改造一些厌氧菌，使之在特定环境下分解水 5. 制造一些受光照产生电动势的膜，使之分散在水里。直接由太阳能提供能源电解水。
6.燃料电池

‘叁’ 氢气是怎么做的啊

实验室制取
制取氢气的简易方法
①反应原理（利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应，置换出氢元素）
注意：
1、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时，会优先置换出水中的氢并生成相应的碱，且反应过于剧烈
2、选取的金属应与酸反应速率适中，产生气泡均匀
3、不能使用硝酸或浓硫酸，因为这两种酸具有强氧化性，反应将会生成NO2或SO2
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑；Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
②收集
1.排水集气法（用于收集难溶于水的气体）
优点：可以收集到较纯净的气体 缺点：收集到的气体较湿润
2.向下排空气法（用于收集密度比空气小，不与空气中成分反应的气体），
优点：过程简洁 缺点：收集到的气体不纯
③电解水实验
电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中， 然后接上电源，使电流通过液 体。化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极)，阴离子移到带正电的电极(阳极)，化合物分为二极。
用锌与稀硫酸反应：
氢气的实验室制取
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
注意：这里最好不用盐酸是因为该反应放热，盐酸会挥发出氯化氢气体，使制得的气体含有氯化氢杂质。
用铝和氢氧化钠溶液反应制取：
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
注：市场上零压氢气机就是根据铝和氢氧化钠反应制氢充球。因为是开放性，是一边放料一边充球，所以机内是无气压的，安全系数较高。

工业制作法
①水煤气法(主要成分CO和H2，C+H2O=高温=CO+H2）
②电解水的方法制氢气
③电解饱和食盐水（2NaCl+2H2O=通电=2NaOH+H2↑+Cl2↑）

原始制作法
原始氢气是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氢气，大部分分布在宇宙空间内和大的星球中，是恒星的核燃料，是组成宇宙中各种元素及物质的初始物质。地球上没有原始氢气因为地球的引力束缚不了它。只有它的化合物。
人造氢气生产方法
可分为以下几种
启普发生器制氢气
⒈ 工业氢气生产方法：
⑴由煤和水生产氢气（生产设备煤气发生设备，变压吸附设备）
将水蒸气通过炽热的炭层：C+H2O(g)=高温=CO+H2（水煤气），再低温分离
⑵由裂化石油气生产（生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备）
CH4=高温催化剂=C+2H2
⑶电解水生产（生产设备电解槽设备）
⑷工业废气。
⒉民用氢气生产方法：
⑴氨分解（生产设备汽化炉，分解炉，变压吸附设备）
⑵由活泼金属与酸（生产设备不锈钢或玻璃容器设备）
(3)强碱与铝或硅（生产设备充氢气球机设备）一般生产氢气球都用此方法。
Si+2NaOH+H2O=加热=Na2SiO3+2H2↑
(4)甲醇裂解（生产设备导热油炉，甲醇汽化裂解设备，变压吸附装置）一般用氢气量较大化工厂均用此方法。
CH3OH=高温催化=2H2↑+CO↑，低温分离
⒊试验室氢气生产方法：
硫酸与锌粒（生产设备：启普发生器）
4.其他
(1)由重水电解。
(2)由液氢低温精镏。
工业制法
一、电解水制氢 多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。利用电解饱和食盐水产生氢气
如2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
二、水煤气法制氢 气用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在中国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。
四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。
五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。
利用电解饱和食盐水产生氢气：如2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
六、酿造工业副产
用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。
七、铁与水蒸气反应制氢
3Fe+4H2O=高温=Fe3O4+4H2
但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰
八、金属镁和水的反应制氢

Mg+H20--->Mg(oH)2+H2
通过某些矿物质的参与，镁会在冷水中缓慢均衡地反应，并生成丰富的氢气。
其他
工业上用水和红热的碳反应
C+H2O=高温=CO+H2
制取氢气的新方法
盛有氢气的集气瓶的放置方法
1.用氧化亚铜作催化剂并用紫外线照射从水中制取氢气。
2.用新型的钼的化合物做催化剂从水中制取氢气。
3.用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。
4.陶瓷跟水反应制取氢气。
5.生物质快速裂解油制取氢气。
6.从微生物中提取的酶制氢气。
7.用细菌制取氢气。
8.用绿藻生产氢气。
9.有机废水发酵法生物制氢气。
10.利用太阳能从生物质和水中制取氢气。
利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、不需要开采、运输。怎样制取氢气的成本就大大降低。
11.用二氧化钛作催化剂，在激光的照射下，让水分解成氢气和氧气.
12.硼和水蒸气在高温下反应制取氢气，化学方程式为2B+6H2O=高温=2H3BO3+3H2

新型制氢
氢作为一种清洁能源已被广泛重视，并普遍作为燃料电池的动力源，然而制取氢的传统方法成本高，技术复杂。美国研究人员日前开发出一种利用木屑或农业废弃物的纤维素制取氢的技术，有望解决氢制取费用高的难题。
来自美国弗吉尼亚理工大学、橡树岭国家实验室等机构的研究人员发表报告说，他们把14种酶、1种辅酶、纤维素原料和加热到32摄氏度左右的水混合，制造出纯度足以驱动燃料电池的氢气。
研究人员说，他们的“一锅烩”过程有不少进步，比如采用与众不同的酶混合物，还提高了氢气的生成速度。此外，除了把纤维素中分解出的糖转化为化学能量外，这一过程还可产出高质量的氢。
研究人员说，他们主要使用从木屑中分解的纤维素原料制取氢，不过也可以使用稻草、废弃的庄稼秆等。木屑或农业废弃物资源非常丰富，利用它们制取氢，不仅可降低制造成本，而且将大大扩大生产氢的原料资源。

‘肆’ 燃料电池所使用的氢燃料来源那里

水氢汽车是向华博士团队开发的“水氢技术”在清洁能源汽车领域的应用，将水氢发电模块替代纯电动车的锂电池系统及燃料电池汽车的燃料电池模块。水氢发电模块利用甲醇制氢再发电，电力来源清洁可持续，利用氢气发电却无需加氢，做到“用氢不见氢”，解决充电难和加氢难的问题。氢能是一种能量密度很高的清洁可再生能源，理论上可以广泛应用于各种动力设备，但难以常温常压储存是其发展的一个重要瓶颈。水氢技术避开了氢能压储运瓶颈，降低了氢能使用成本，通过移动分布式制氢解决了氢能应用瓶颈。和高压储氢燃料电池汽车不同，水氢汽车的动力来自水氢发电模块。水氢汽车依托水氢技术，无需存储氢气，氢气即产即用，续航里程更长；原料甲醇属于可再生能源，来源广泛，其液态形式更方便规模化安全运输；可充分利用现有加油站等基础设施实现甲醇加注；水氢汽车行驶过程中只排放水，没有污染，实现了低碳环保。氢能汽车是未来汽车产业发展趋势，随着欧美日韩氢能汽车相继发布，氢能汽车大发展的时代已经到来。水氢汽车的开发，将极大推动氢能在汽车领域的应用，助力汽车行业向绿色低碳转型升级。

‘伍’ 为什么氢氧燃料电池不能大批量生产

楼上说的是氢气的问题，不是燃料电池的问题
燃料电池不能大批量生产有三个原因
1.材料昂贵
2.加工精度高，批量化生成困难
3.使用贵金属催化剂

‘陆’ 氢氧燃料电池中氢气是如何失去电子的

给你来句言简意赅的：在铂催化剂的作用下失去了电子。
至于它为什么能失去，则可以这么告诉你：氢气和氧气在常温下是可以反应的（热力学上是可行的），只是他们的速度无限缓慢（动力学上无限缓慢），而铂催化使速率加快，因此电子通过外电路传输到氧一极，开始了反应。

‘柒’ 燃料电池氢气的制备和存储解决方案

为了满足军用燃料电池便携性、模块化、安全性的要求，本项目中采用两种方案来解决氢气的制备、存储问题。(仅供参考：亚南答 亚南集团:柴油发电机组、燃料电池研发生产)
若做军队常规备用电源，可用储氢合金瓶储氢
若战时紧急用途及单兵机动作战电源，可采用独立式制氢机（以硼氢化钠为例 ）
储氢合金瓶
NaBH4制氢
硼氢化钠（NaBH4）具有较高的理论储氢密度( 10.7%)，可长期稳定储存，水解过程温和等优点，并且制氢规模可以根据用户需要而调整，全过程环境友好，其水解制氢可作为质子交换膜燃料电池( PEMFC) 供电系统的在线氢源，因此，硼氢化钠制氢成为近年来被广泛关注的制氢技术。NaBH4 在水溶液中会发生自发水解，而碱性条件可以显着降低其水解速度，只要与特定的催化剂接触，其碱性溶液可以按照如下反应快速、可控地释放出氢气：
NaBH4 + 2 H2O--- NaBO2 + 4 H2

‘捌’ FC(燃料电池)中H2(氢气)的来源有哪些

1、由煤和水生产氢气（生产设备煤气发生设备，变压吸附设备）

将水蒸气通过炽热的炭层：C+H2O(g)=高温=CO+H2（水煤气），再低温分离；

2、由裂化石油气生产（生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备）；

CH4=高温催化剂=C+2H2；

3、电解水生产（生产设备电解槽设备）；

4、工业废气。

氢气是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氢气，大部分分布在宇宙空间内和大的星球中，是恒星的核燃料，是组成宇宙中各种元素及物质的初始物质。地球上没有原始氢气因为地球的引力束缚不了它。只有它的化合物。

(8)工业燃料电池的氢气如何生产扩展阅读：

氢作为一种清洁能源已被广泛重视，并普遍作为燃料电池的动力源，然而制取氢的传统方法成本高，技术复杂。美国研究人员日前开发出一种利用木屑或农业废弃物的纤维素制取氢的技术，有望解决氢制取费用高的难题。

来自美国弗吉尼亚理工大学、橡树岭国家实验室等机构的研究人员发表报告说，他们把14种酶、1种辅酶、纤维素原料和加热到32摄氏度左右的水混合，制造出纯度足以驱动燃料电池的氢气。

研究人员说，他们的“一锅烩”过程有不少进步，比如采用与众不同的酶混合物，还提高了氢气的生成速度。此外，除了把纤维素中分解出的糖转化为化学能量外，这一过程还可产出高质量的氢。

‘玖’ 如何提取氢气

一、电解水制氢

多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。

二、水煤气法制氢

气用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气。

净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO₂，可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO₂，再通过含氨蚁酸亚铜溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢

石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在中国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用。

四、焦炉煤气冷冻制氢

把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。

五、电解食盐水的副产氢

在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。

(9)工业燃料电池的氢气如何生产扩展阅读：

人工生产氢气，最为众所周知的方法莫过于电解水制氢。

但是这种传统的方法并不经济，生产相当于一升汽油热量的氢气，至少需要消耗45度电能，况且人类电能本来已经非常缺乏。生产清洁的氢能源，关键在于能够寻找到一种没有污染耗能少的方法，从含氢最丰富的资源——水中提取出氢分子来。

参考资料来源：网络-氢气

‘拾’ 燃料电池汽车怎么解决氢气的产生问题

氢气来原问题很好解决！就是氢气分子分解成氢原子就难了设计制造材料成本非常高，目前最难功克，解决这个难关气油柴油就变得一文不值了