電解水制氫是一種較為方便的制取氫氣的方法。
在充滿電解液的電解槽中接通直流電,水分子在電極上發生電化學反應,就可以分解成氫氣和氧氣。
由于純凈水的電離度小,導電能力弱,所以水屬于弱電解質,為了提高其導電能力,一般在電解水造氫氣前,需要加入一些量的電解質,如硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
這樣可以促使水的電離,從而快速得到所需要的氫氣,但在電解的過程中電解質不變,在電解反應完成后,電解質仍然留在水中。
電解過程:按上述需求準備好直流電源、水溶液、電解質、氧氣與氫氣收集容器后,接通電源開關,電解過程開始,根據化學反應原理,水便被分解成氫氣和氧氣,在電解池陰極產氫氣,陽極產氧氣。
電解水反應化學式:2H2O=2H2↑+O2↑
通過分離器將氫氣和水分離,氫氣進入干燥器后,經穩壓閥、調節閥調整到額定壓力由出口輸出。
在一些電解質水溶液中通入直流電時、分解出的物質與原來的電解質沒有關系,被分解的是作為溶劑的水,原來的電解質仍然留在水中,例如硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等均屬于這類電解質。
在電解水時、由于純水的電離度很小,導電能力低,屬于典型的弱電解質,所以需要加入前述電解質,以增加溶液的導電能力、使水能夠順利地電解成為氫氣和氧氣。
氫氧化鉀等電解質不會被電解,現以氫氧化鉀為例說明:
氫氧化鉀是強電解質,溶于水后即發生如下電離過程:
KOH?K++OH-
于是、水溶液中就產生了大量的K+和OH-。
由于氫屬于一種清潔能源,對環境沒有污染,所以氫可作為燃料應用于汽車、軌道交通、船舶等交通領域,除此之外,氫還可以用于煉化、冶金等。
氫能源符合低碳節能的理念,屬于一種純凈的能源。
目前氫氣的獲取有多種方式,除了水電解產生氫氣,還可以通過可生能源制氫,氫能將作為未來的一種戰略能源技術,推動產業化進程的發展。