Получение водорода с СВЧ и ВЧ разрядах

Как ранее было указано, электрохимическая реакция присоединения электрона к иону водорода требует некоторой энергии активации, т. е. для того, чтобы процесс разряда ионов водорода шел на электроде с определенной скоростью, необходимо сообщить ему некоторый избыточный (против равновесного) потенциал, который определяется величиной перенапряжения водорода. Потенциал разряда водородных ионов с определенной скоростью к равен сумме равновесного потенциала водородного электрода и величины перенапряжения водорода, обозначаемой г]. Под величиной перенапряжения водорода понимают сдвиг потенциала катода при данной плотности тока 1п в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом водородного электрода в том же растворе, в тех же условиях, но при отсутствии тока в системе. Поэтому расход электрической энергии на получение водорода электролизом больше, чем это определяется термодинамическими подсчетами. [c.42]

Атомы водорода, полученные при разряде в молекулярном водороде, смешивали с избытком кислорода в потоке инертного газа при O33 К- При этом протекали реакции по уравнениям [30J [c.39]

Плазмохимические методы. Получение водорода методом СВЧ- и ВЧ-разрядов [c.420]

В противоположность прямому термическому разложению водяного пара при температуре примерно 3000 К разложение воды в низкотемпературной плазме протекает за счет термически неравновесного взаимодей- ствия электронов плазмы с молекулами воды или при разложении диоксида углерода на оксид углерода и кислород с молекулами диоксида углерода. Получение водорода в плазме (в СВЧ- и ВЧ-разрядах) представляет интерес в первую очередь по той причине, что удельная производительность химических процессов в разряде чрезвычайно велика. [c.421]

Перспективны методы получения водорода в ВЧ- и СБЧ-разрядах (низкотемпературная плазма), интенсивно разрабатываемых советскими исследователями. [c.422]

Многообразие и надежность современных методов изучения особенностей протекания электрохимических реакций дали возможность установить механизм и кинетические характеристики наиболее важных электродных процессов, связанных с получением водорода, кислорода, других газо образных продуктов, с протеканием электрохимического синтеза ряда соединении, катодного выделения и анодного окисления металлов, совместным разрядом ионов, а также с явлениями самопроизвольного растворения металлов (коррозионные процессы). [c.139]

Табл. 45, несмотря на ее неполноту, правильно отражает содержание основных представлений о возможных стадиях реакции электрохимического выделения кислорода. По I варианту образование молекулярного кислорода совершается рекомбинацией его атомов, полученных после разряда одновалентных ионов кислорода О , а по варианту II — в результате распада высшего неустойчивого окисла МОж+ь возникшего из низшего устойчивого окисла МО после разряда на нем ионов О". Вариант III исключает участие в электродном процессе каких бы то ни было заряженных частиц, кроме ионов гидроксила. Выделение кислорода происходит здесь через промежуточные стадии образования и распада гидратов окислов и окислов металла. В IV варианте непосредственным источником кислорода являются его молекулярные ионы Oj", образовавшиеся из гидратированных ионов 0 -Н20 после отнятия от них воды. Эти гидратированные ионы кислорода можно рассматривать так же, как отрицательно заряженные молекулы перекиси водорода [c.387]

Основным продуктом электролиза на аноде является хлор, получающийся при разряде ионов хлора. Катодный процесс различается в зависимости от материала катода если применяется твердый (обычно железный) катод, тогда на нем выделяется молекулярный водород, оставшиеся ионы гидроксила дают около катода щелочь если применяется жидкий ртутный катод, на котором разряд ионов водорода затруднен, идет разряд ионов щелочного металла с образованием соответствующей амальгамы, которая потом, в другом аппарате, может использоваться для разложения воды с получением водорода и щелочи, или для других целей. [c.49]

Активные частицы, получающиеся в газофазных реакциях, могут быть выморожены на охлажденных поверхностях с целью накопления и детального изучения их спектров ЭПР. Таким образом удалось получить фенильный радикал [16] при реакции атомов водорода, полученных при разряде, с бензолом [c.13]

Полученные результаты, наряду с данными по кинетическому анализу рассмотренных выше реакций, протекающих в разрядах, можно использовать также при получении в разряде соединений, меченных редкими изотопами водорода, углерода, азота и кислорода. [c.79]

Из данных по изучению объемной рекомбинации атомов водорода, полученных в разряде, следует ( ), что [c.174]

Разложение метана в искровом разряде. Свойство метана разлагаться на элементы при действии высокой температуры используется в промышленности для получения водорода и чистого углерода (сажи) из природных газов. Для демонстрационного опыта разложения метана удобно воспользоваться искровым электрическим разрядом. [c.71]

Ацетилен может быть получен воздействием разряда не только на газообразные углеводороды, но и на жидкие. При разложении жидких углеводородов газообразные продукты разложения очень мало времени находятся в горячей зоне, что способствует сохранению образующегося ацетилена без его дальнейшего разложения на водород и сажу. Таким образом, условия реакции разложения ацетилена, характерные для [c.89]

По формуле (19) из опытных данных по измерению р1 [47] можно вычислить относительные значения величины е для разных материалов при данной температуре. Оказывается, что полученные таким образом результаты совпадают с данными по измерению эффективности этих же поверхностей по отношению к рекомбинации атомов водорода, полученных 1в разряде. Это можно считать еще одним подтверждением положения о том, что основным активным промежуточным веществом при горении водорода являются именно атомы водорода. [c.51]

Понятие перенапряжение связано с избыточным напряжением, которое необходимо приложить сверх электродвижущей силы системы в равновесных условиях для проведения процесса электролиза с определенной скоростью. Расход электрической энергии на получение водорода поэтому больше, чем это определяется термодинамическими подсчетами. Это добавочное напряжение обеспечивает в данных условиях определенную скорость разряда водородных ионов с последующим образованием и выделением пузырьков водорода. [c.37]

Кальций, как и другие щелочные и щелочноземельные металлы, не может быть получен из водных растворов, так как потенциал выделения водорода выше потенциала выделения кальция, и ионы водорода разрядятся раньше, [c.385]

Эти общие заключения о природе перенапряжения на разных металлах подтверждаются в общих чертах соответствием между наиболее важными следствиями из теории перенапряжения водорода и данными, полученными при экспериментальном изучении кинетики выделения водорода. Так, на поверхности ртути в области потенциалов катодного выделения водорода ни одним из методов не удается обнаружить заметных следов адсорбированного атомарного водорода. Следовательно, стадия его удаления не является лимитирующей. Предлогарифмический коэффициент Ь на ртути близок к 0,12. При учете ничтожно малого заполнения поверхности ртутного катода адсорбированным атомарным водородом такое значение величины Ь не может быть получено из теории замедленной рекомбинации. Экспериментальные данные по влиянию состава раствора и pH на перенапряжение при выделении водорода на ртути также лучше всего согласуются с предположением о замедленности разряда на свободных участках катода. [c.413]

Для получения струи плазмы в целях резки используется газоразрядное устройство, называемое плазмотроном, где рабочий газ (водород, азот, аргон, гелий или их смеси) превращается в плазму в дуговом разряде между электродами [ 36 ]. [c.117]

Химические реакции в тлеющем разряде. Получение атомного водорода и других свободных радикалов [c.241]

Показано, что атомарный водород, полученный в электрическом разряде, полностью восстанавливает уголь и даже коронен до смеси метана, этилена и ацетилена. Парафины, фенантрен и пирен образуют также высокомолекулярные остатки, богатые гидроароматическими соединениями. В присутствии воды процесс ускоряется, образуются окислы углерода Изучены массонеренос при размешивании пасты и влияние размешивания на процесс гидрогенизации угля. На размешивание не влияет отношение водород [c.23]

Содержание дейтерия в природном водороде составляет 0,02%. Впервые он был получен в значительных количествах в виде тяжелой воды ОгО путем электролиза природной воды. При электролизе воды разряд Н+ происходит значительно быстрее, чем 0+, [c.464]

Атомарный водород образуется а) при получении водорода in statu nas endi (в момент выделения) б) при термической диссоциации молекулярного водорода в) под действием электрических разрядов г) в вольтовой дуге при прохождении молекулярного водорода между электродами дуги д) при облучении светом, [c.19]

Интересно сопоставигь результаты наших вычислений с данными Смита ( ), изучавшего рекомбинацию атомарного водорода, полученного в разряде, на различных поверхно-дс7о данным этого автора, гн на чистом пирексе при 457 равно 8 10 . Поскольку указания об особом проплавлении материала Смит не дает, то, полагая, что он работал с обычным сосудом, можно объяснить расхождение с нашими данными, тем более, что, как мы указывали выше, даже в одинаковых сосудах из проплавленного пирекса значение p может отличаться в несколько раз. Более интересно поэтому сравнить данные, относящиеся к стеклу, обработанному солями, хотя при этом остается некоторая неопределенность в характере обработки. Так, для пирекса, обработанного раствором ка, Смит дает значение гн =2-10- (при 477°), что находится в согласии с приведенным выше значением. [c.52]

Высокая энергонапряженность неравновесных плазмохимических систем и большая скорость газовых потоков через разряд определяют большую удельную производительность и, следовательно, низкую металлоемкость и оптимальные мессогаба-ритные характеристики плазмохимических реакторов. В этом отношв11ии в рамках атомно-водородной энергетики ллазмохимические методы получения водорода особенно интересны. По энергетической эффективности они близки к другим электри- [c.65]

Несмотря на особую важность ллазмохимических методов получения водорода в решении ряда прикладных задач, экспериментальные исследования этого вопроса сравнительно малочисленны. До последнего времени они были главным образом связаны с разложением углеводородов в тлеющем разряде и характеризовались чрезвычайно низкой энергетической эффективностью. Более высокая эффективность была достигнута в экспериментах по прямому разложению Н2О в тлеющем и СВЧ-разрядах (см. ниже). [c.66]

Рассмотрим далее энергетическую эффективность описанного процесса разложения воды и получения водорода. Полный КПД процесса (Т ) определяется потерями энергии в разряде r gy на непроизводительные каналы возбуждения, эффективностью хим связанной с потерями в прямых экзоэргических и обратных реакциях, и, наконец, эффективностью Т] /т реакции по отношению к колебательной релаксации. [c.67]

Наряду с проведенным кратким сравнительным анализом различных разрядных схем следует заметить, что пока еще нельзя выделить конкретный тип разряда, в котором оптимальные условия протекания плазмохимических реакций реализуются наиболее просто. Тот факт, что наилучшие показатели по энергетической эффективности достигнуты в СВЧ-разрядах умеренного давления, еще не доказывает их исключительность, в особенности если речь идет о мощностях, превышающих 100 кВт. Возможно даже, что для каждого конкретного плазмохимического процесса придется создавать индивидуальные газоразрядные системы с оптимальными именно для этого процесса характеристиками. Тем не менее уже сейчас можно предположить, что организация в неравновесной плазме химических процессов, стимулируемых колебательным возбуждением реагентов электронами плазмы, позволяет при энергетической эффективности до 80% достигать производительности до 10 м /ч газа-продукта с 1 см активного объема плазмы. Такие характеристики эндоэргических процессов (в первую очередь получения водорода и окиси углерода), особенно по удельной производительности, намного превышают показатели альтернативных методов и позволяют решать с помощью нёравновес-ной плазмохимии ряд важных задач атомно-водородной энергетики и металлургии. [c.84]

При электроанализе определяют массу осадка, образовавшегося на электроде в результате протекания количества электричества, достаточного для полного, илн практически полного, выделения данного вещества. Образование осадка может происходить ири этом на катоде (разряд металлических ионов с выделением металла) илн на аноде (разряд анионов с образованием соответствующих солей или оксидов). Если химический состав осадка известен, нетрудно по его массе рассчитать содержание определяемого вещества в исходном растворе. Так как количество электричества, пошедшее на получение осадка, не входит в последующие расчеты, то при электроанализе выход по току определяемого вещества необязательно должен равняться 100%. Част(. тока может пойти на другие электродные реакции при том условии, что они пе изменят состава осадка и не нарушат его компактности и прочности сцепленит с электродом. С этой точки зрения можно допустить расход некоторой доли тока на выделение водорода или кислорода. Необходимо, однако, иметь в виду, что чем меньиге выход по току определяемого вещества, тем больше придется затратить времени на анализ. [c.284]

Присоединение адсорбированных атомов водорода как стадия, определяющая кинетику электровосстановления. По дру- ому варианту скорость процесса лсктровосстановления определяется ирисоединением адсорбироЕ.анных атомов водорода к восстанавливаемым частицам. Первой стадией в этом случае является разряд водородных ионов с получением адсорбированных атомов водорода [c.438]

В тлеющем разряде также могут протекать разнообразные химические реакции. В 1920 г. американский физик Р. Вуд получил с помощью тлеющего разряда водород. В тлеющем разряде можно синтезировать различные вещества (Н2О2, О3, N0). Предложено использовать тлеющий разряд для получения напыленных полимерных мембран [8]. Плазменной полимеризации подвергаются различные органические соединения. Используется как электродная, так и безэлектродная форма разряда (разряд, протекающий в стеклянной трубке, помещенной внутри соленоида, питаемого от ВЧ-генератора). Образующийся полимер осаждается на пористой подложке в зоне тлеющего разряда. [c.175]

То же относится и к химическим процессам. Взаимодействие водорода и кислорода с образованием воды может происходить самопроизвольно, и осуществление этой реакции дает возможность получать соответствующее количессво работы. Но, затрачивая работу, можно осуществить и обратную реакцию — разложения воды на водород и кислород, — например, путем электролиза. И другие химические реакции, которые по своим термодинамическим параметрам не могут в данных условиях совершаться самопроизвольно, можно проводить, затрачивая работу извне. Большей частью это осуществляют или путем электролиза, или при электрическом разряде в газах, или действием света, или же путем повышения давления (причем одновременно изменяются и условия проведения реакции). Из хорошо известных процессов такого рода можно назвать фотосинтез в растениях, получение натрия и хлора путем электролиза расплавленного хлористого натрия, получение металлического алюминия из бокситов путем электролиза, синтез аммиака при высоком давлении и др. [c.209]

Один из наиболее употребительных методов получения атомов Н — это метод электроразряда. Как было показано Вудом [596], в тлеющем разряде в водороде при даилении 0,1 — 1 тор получается высокий процент атомарного водорода. Метод Вуда в настоящее время широко применяется для получения атомных газов. [c.31]

Для получения алифатических радикалов иногда применяется следующий вариант электроразрядного метода непосредственно в электрическом разряде (в водороде) получаются атомы Н. Так как при комнатной температуре взаимодействие атомов Н с олефинами сводится практически исключительно к процессу Н + С Н2 = H2 +i, т. е. к образованию алифатического радикала, то н присутствии олефина можно получить соответствующий радикал. Свободвые радикалы могут быи. получены также фотохимическим путем. [c.35]

К Электрокрекинг, предназначенный, главным образом, для получения ацетилена и лишь частично этилена и других олефинов, впервые подробно изучен и разработан советскими учеными, показавшими его большие практические возможности. Процессы крекинга в электрической дуге не получили широкого промышленного распространения, несмотря на то, что несколько установок были построены и испытаны давно. Так, для производства ацетилена в Германии на заводе в г. Хюлье во время второй мировой войны была сооружена промышленная установка электро-крекинга метана, работавшая при температуре 1600° С и весьма ограниченном времени реакции (10 с). Мощность установки составляла 200 т ацетилена в сутки. Получаемый газ содержал 13,3% по объему ацетилена, 46 — водорода, 8,9 — азота, 2,9 — окиси углерода, 27,8% — парафинов, а также диацетилен, метилацетилен и винилацети-лен. Позднее по результатам исследований, проведенных в Техасском университете, была построена другая установка электрокрекинга в тихом разряде мощностью 7500 т ацетилена в год. В конце пятидесятых годов в Румынии была сооружена установка электрокрекинга метана, на которой выполнено большое число экспериментов. Но из-за сильного сажеобразования эксплуатация этой полузаводской установки затруднена. [c.25]

Газофазное химическое осаждение (ГФХО) является одним из наиболее эффективных методов получения различных углеродных материалов. Фазовый состав, структурные характеристики и другие свойства ГФХО пленок огтределяются условиями активации газовой смеси. В данной работе представлены результаты исследования состава газовой смеси водорода и метана, активированной разрядом постоянного тока. [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология