Электролиз воды энергии

Подставляя в эту же схему расчета стоимость топлива (6 руб. за тонну), энергии и водорода при электрификации процесса в районе Ангары, -мы имеем прн цене водорода, получаемого электролизом воды пой давлением (1 кг = 11 к.) и стоимости энергии Ф 0,25 коп. за 1 kWh [c.451]

Согласно другой разработке, использование которой предполагается в отдаленном будущем, метанол может быть получен из СО2 и Н2. Речь идет о выделении СО2 из воздуха абсорбцией, получении водорода электролизом воды, а энергии из термоядерного синтеза [52]. Для этого, правда, придется разработать специальные катализаторы, которые должны обладать достаточно высокой активностью, чтобы превратить СО2 и Н2 в метанол. [c.232]

При повышении температуры значения От уменьшаются прн 80°С ит=1,18 В. Фактическое напряжение, прилагаемое к электролизеру при электролизе воды, много выше из-за поляризации электродов и составляет (2,3—2,5) В. Теоретический расход энергии на получение 1 м водорода составляет в соответствии с (11.25) [c.80]

Теоретическое напряжение разложения, рассчитанное для реакции (б), меньще, чем для прямого электролиза воды оно составляет 0,17 В, тогда как при прямом электролизе воды ит(25°)= 1,23 В. Расчетные затраты для комбинированной установки меньще, чем при электролизе воды. Суммарный КПД процесса должен составить 35—37%. В качестве источника энергии для комбинированной системы может быть использован ядерный газовый реактор, снабжающий отбросной теплотой термохимическую ступень процесса и электроэнергией — электрохимическую. [c.83]

Электролиз вода. Это единственный промышленный способ получения водорода, не основанный на использовании топлива электролиз воды выгодно отличается от других методов получения водорода простотой и надежностью технологической схемы, для его осуществления требуется только электрическая энергия, но он отличается большой энергоемкость ). В наиболее современных методах электролиза под давлением требуется 55-65 тыс. квт.ч электроэнергии на I т водорода, [c.10]

Перспективен электролиз воды для получения водорода, но при наличии дешевой электроэнергии. Этим способом производят некоторое количество водорода в Норвегии и АРЕ, ведутся работы во Франции по получению водорода различными методами с использованием дешевой электроэнергии АЭС в ночное время. Тем не менее паровая конверсия природного газа остается самым дешевым способом получения водорода. Выполненные в США расчеты с учетом перспективных оценок в изменении стоимости углеводородного сырья показали, что к 2000 г. себестоимость получения водорода составит при паровой конверсии природного газа — 830 долл/т, при газификации нефтяных остатков — 2218 долл/т, при газификации угля — 1080 долл/т, при электролизе воды с использованием энергии АЭС (к. п. д. = 27%)— 1427—1732 долл/т. [c.224]

Водород является удобным энергоносителем, что послужило основой создания атомно-водородной энергетики. Избыточная энергия, вырабатываемая атомной электростанцией, может быть запасена в виде водорода, получаемого, например, электролизом воды. Хранение водорода в больших масштабах в виде газа неудобно, поэтому разрабатываются методы хранения и транспортировки водорода в компактном виде. В перспективе предусматривается получение металлического твердого водорода при сверхвысоких давлениях. Уже сейчас для хранения и транспортировки водорода в скрытой форме используются твердые и жидкие гидриды. Особый интерес представляют процессы гидрирования ароматических углеводородов. Так, при гидрировании бензола водород связывается с образованием циклогексана [c.100]

В конце заряда при напряжении 2,2—2,3 В начинается электролиз воды и напряжение быстро повышается до 2,6—2,7 В. Электролиз воды при заряде приводит к излишнему расходу энергии, а выделяющиеся при этом газы способствуют отделению частичек активной массы от электрода. [c.64]

В технологии электрохимических производств перенапряжение может оказаться как полезным, так и нежелательным. Например, при электролизе воды (растворов щелочи) для получения водорода катодное перенапряжение приводит к бесполезной затрате электрической работы. Если же цель технологического процесса — выделение металла, но одновременно в качестве побочного процесса может идти выделение водорода, то большое перенапряжение водорода полезно, так как оно, затрудняя выделение водорода, снижает бесполезный расход энергии на этот побочный процесс. Например, при электролизе щелочных растворов комплексных солей цинка на катоде должны разряжаться ионы водорода, а не цинка, так как равновесный потенциал водородного электрода менее отрицателен, чем цинкового. Но ионы гидроксония разряжаются на цинке с большим перенапряжением, т. е. при потенциале, гораздо более отрицательном, чем потенциал цинка. Поэтому из раствора при электролизе выделяется цинк. [c.297]

Электролиз воды для получения водорода и кислорода, а также тяжелой воды известен давно и базируется на закономерностях катодного выделения водорода и анодного выделения кислорода на электродах. Электролиз воды приобретает интерес в связи с проблемой водородной энергетики — использования водорода в качестве источника энергии и сырья, не приводящего к загрязнению окружающей среды. [c.226]

Образующаяся серная кислота снова подвергается разложению и т. д. Благодаря замене прямого электролиза воды на процессы разложения серной кислоты и электроокисления ЗОг расход электрической энергии на получение водорода существенно снижается (до 42% от расхода при обычном электролизе воды). [c.273]

Особого внимания заслуживает рассмотрение процесса электролиза воды. При электролизе вода разлагается на водород и кислород. Электролизу подвергают растворы серной кислоты или щелочи. В первом случае расход энергии меньше вследствие более высокой электропроводности. Однако из-за высокой коррозионной агрессивности предпочтение отдают щелочным электролитам. Кинетика выделения водорода и кислорода весьма сложна. В кислых растворах процесс выделения водорода слагается из следующего ряда последовательных стадий собственно электрохимическая стадия (разряд) [c.360]

В связи с фотоэлектрохимической эксплуатацией солнечной энергии необходимо ответить на вопрос, есть ли у нее преимущества по сравнению с применением непосредственно приборов с р—л-переходом (солнечных батарей) для получения электроэнергии последнюю можно использовать либо немедленно, либо для электролиза воды или других материалов с целью производства горючего для последующего использования. Эффективность лучших солнечных батарей, достигающая примерно 20%, несколько выше, чем у фотоэлектрохимических элементов. Кроме того, солнечные батареи не страдают от потери стабильности, которая ограничивает качество и срок службы реально действующих электрохимических элементов. Тогда какие же преимущества фотоэлектрохимического способа запа- [c.281]

Процесс хромирования отличается весьма низким катодным выходом по току. Основная часть электрической энергии, как это уже отмечалось, расходуется на побочные процессы — электролиз воды и восстановление Сг + до Сг + на катоде и окисление Сг до Сг на аноде. Если же учесть еще небольшой электрохимический эквивалент для Сг +, то расчеты показывают, что скорость осаждения хрома в десятки раз меньше скорости осаждения других металлов. [c.194]

Таким образом, коэффициент полезного использования напряжения составляет около 50%. Поскольку коэффициент использования тока (выход по току) близок к 100%, то можно считать, что коэффициент полезного использования энергии при электролизе воды также составляет примерно 50%. Теоретический расход ток.э [c.345]

Метод 2 (электролиз воды) удобен для получения небольших количеств кислорода. Многотоннажное производство кислорода этим методом неэкономично, так как требует больших затрат электрической энергии. [c.41]

Основные задачи, которые стоят перед исследователями, занимающимися усовершенствованием процесса электролиза воды, заключаются в снижении удельных затрат электрической энергии на получение целевых продуктов, в увеличении единичной мощности электролизеров, в снижении удельных капитальных вложений для организации крупного производства электролитического водорода. [c.41]

Оставшаяся часть электроэнергии переходит в теплоту. Степень полезного использования энергии К при электролизе воды рассчитывается по следующей формуле [c.17]

Применение электролизеров, работающих под давлением, дает ряд преимуществ упрощается технологическая схема получения компримированных газов отпадают затраты энергии на их сжатие в компрессорах. Так, при электролизе воды под давлением в 10 Па [c.18]

В ближайшее время можно ожидать интенсивного развития водородной энергетики, причем получение водорода в огромных количествах во всех случаях будет связано с химическим переделом (высокотемпературный электролиз воды, термохимические или радиохимические циклы). Сам водород будет служить как источником энергии, так и химическим сырьем в принципиально новых технологических процессах (например, прямое восстановление руд). Переход к атомной энергии позволит значительно шире использовать уголь, нефть и природный газ в качестве химического сырья. Значительные ресурсы экономии энергии связаны и с переходом от традиционных технологических процессов к энерготехнологическим. [c.16]

Наиболее перспективным является, по-видимому, электролиз воды. В отличие от химического метода он одностадиен. Особенно привлекателен высокотемпературный электролиз воды, а точнее, водяного пара. В этом случае полученное с помощью тепловой машины электричество составляет лишь часть энергии, расходуемой на разложение воды, что снижает непроизводительные потери энергии и удешевляет производство водорода. Высокотемпературный электролиз осуществляется в электрохимических эле- [c.83]

Как уже отмечалось ранее, водород, переданный по трубопроводу от источника к потребителю, не всегда используется как таковой, а преобразуется в электрическую энергию в устройствах, в значительной мере имитирующих аппаратуру для электролиза воды или непосредственно в этой аппаратуре. [c.85]

Электролизная ячейка. Процесс преобразования электрической энергии в химическую происходит б электролизных ячейках (ЭЯ), в которых под действием электрического тока протекают химические реакции (электролиз). Например, при электролизе вода разлагается на водород и кислород [c.9]

Технико-экономические характеристики производства водорода методом электролиза воды. Оценка приведенных затрат производства водорода была проведена авторами работ [14 108]. Однако, в связи с изменением удельных капитальных затрат на оборудование и тарифов на энергию, целесообразно пересчитать приведенные затраты на водород. Кроме того, целесообразно оценить приведенные затраты на производство водорода в разрабатываемых электролизерах. Как было показано в гл. 2, нагрузка в энергетических системах колеблется во времени в течение суток, недели и по сезонам. Годовое распределение нагрузки приведено на рис. 3.7. Так как тарифы на пиковую энергию (зона III) очень высокие (3,0 коп/(кВт ч) и выше) [113], то можно Показать, что использование пиковой энергии для электролиза воды экономически нецелесообразно. Первоначально рассчитаем затраты на производство водорода в электролизерах в режиме постоянной плотности тока, как это было сделано в [4]. [c.177]

Применение водорода в качестве моторного топлива для автомобильных двигателей в значительной мере определяется возможностью его получения в больших количествах при затратах на единицу энергии, сопоставимых с затратами, имеющими место при получении современных высокооктановых бензинов. В этом направлении в большинстве высокоразвитых стран ведутся интенсивные поиски высокоэффективных способов получения водорода. Ближайшей промышленной перспективой производства водорода будет его получение путем газификации углей. Объясняется это тем, что запасы углей достаточно велики и их использование путем газификации наиболее целесообразно как с экономической, так и с экологической точек зрения. Наиболее распространенным методом газификации углей является процесс Лурги — газификация под давлением в стационарном слое на парокислородном дутье. Перспективным также представляется способ получения водорода из воды в термохимических замкнутых циклах с использованием низкопотенциального тепла ядерных реакторов. Важное место в получении водорода отводится электролизу воды путем использования избыточной мощности электростанций в периоды их минимальной загрузки. Такое комбинирование электроэнергетики с системой производства и аккумулирования водорода позволит использовать электростанции в экономичном [c.6]

Определить количество электричества, необходимое для выделения 1 водорода и 0,5 кислорода, получаемых при электролизе воды. Теоретическое напряжение разложения поды равно 1,23 В (при 18 С), а фактическое превышает его в 1,5—2 раза. Рассчитать <[зактический расход электрической энергии. [c.204]

Проведение электролиза воды под давлением сопряжено с кон- тpyктивнJJIми трудностями. Монтаж и эксплуатация электролизеров под высоким давлением также отличаются сложностью. На практике установлено, что расход энергии на компримирование газов от 1 до 10 кгс/см приблизительно такой же, как и на последующее компримирование от 10 до 100 кгс/см . Поэтому электролиз целесообразно вести под давлением 10—40 кгс/см (в пределах наиболее заметного снижения напряжения) с последующим компримированием газа до требуемого давления. I [c.115]

Д Ян,о- является полной энергией разложения воды (68,35 ккал1моль), считаем, что (1 —Ti)t затрачивается на электролиз воды. [c.482]

Для промышленных целей кислород получают фракционной перегонкой жидкого воздуха. Нормальная температура кипения О, равна — 183 С, тогда как для N3, второго основного компонента атмосферы, она равна — 196°С. Кислород высокой степени чистоты получают путем электролиза воды. Хотя вода недорогое и распространенное сырье для такого процесса, высокая стоимость электрической энергии делает электролитический способ получения элементного кислорода довольно дорогим. При выборе промышленного способа получения всякого вещества экономические соображения играют очень важную роль. В отличие от этого при выборе способа получения небольших количеств какого-либо вещества в лабораторных условиях главную роль играют соображения удобства. Обычным лабораторным способом получения О2 является термическое разложение хлората калия КСЮ3 с добавлением в качестве катализатора МПО2 [c.302]

По прогнозам ряда ведущих ученых роль электрохимии в народном хозяйстве будет возрастать. Считают даже, что по мере истощения запасов природного топлива человечество вступит в атомно-электрохимическую эру. Электроэнергия, вырабатываемая атомными электростанциями, будет использоваться тогда для генерации водорода электролизом воды, водород заменит природный газ и углеводороды и будет применяться в водородно-кислородных топливных элементах. Будут реализованы на практике процессы электролиза воды в фотоэлектрохимических системах, преобразующих солнечную энергию. Возрастет роль химических источников тока, удельные характеристики которых будут приумножены. Электрохимия, станет основой многих экономичных н экологически чистых технологических процессов, а разработанные электрохимикам методы навсегда покончат с проблемой коррозии. Ученые познают природу электрохимических процессов в живом орг ч из.ме и поставят достижения биоэлектрохчмин на службу человечеству. [c.286]

Бода, молекулы которой включают тяжелые изотопы водорода и кислорода, обобщенно называется тяжелой водой. Однако под тяжелой водой прежде всего имеют в виду дейтериевую воду ВгО . В природной воде 99,73% приходится на обычную воду НгО . Из тяжелых разновидностей в природной воде больше других содержится НгО (0,2 мол. доли, %), НгО (0,04 мол. доли, %) и НВО (0,03 мол. доли, %). Содержание остальных разновидностей тяжелой воды, в том числе и тритиевой ТгО, составляет не более мол. доли, %. Химическое строение молекул тяжелой воды такое же, как у обычной, с очень малыми различиями в длинах связей и углах между ними. Однако частоты колебаний в молекулЕ1Х с тяжелыми изотопами заметно ниже, а энтропия выше, чем в протиевой воде. Химические связи В—О и Т—О прочнее связи Н—О, числовые значения изменения энергии Гиббса реакций образования В2О и ТгО более отрицательны, чем для Н2О (-190,10, -191,48 и -185,56 кДж/моль соответственна). Следовательно, прочность молекул в ряду НгО, В2О, Т2О растет. Для конденсированного состояния разновидностей тяжелой воды также характерна водородная связь. Лучше других исследованы свойства дейтериевой воды В2О, которую обычно и называют тяжелой водой. По сравнению с НгО она характеризуется большими значениями плотности, теплоемкости, вязкости, температур плавления и кипения. Растворимость большинства веществ в тяжелой воде значительно меньше, чем в протиевой. Более прочные связи В—О приводят к определенным различиям в кинетических характеристиках реакций, протекающих в тяжелой воде. В частности, протолитические реакции и биохимические процессы в ней значительно замедлены. Вследствие этого тяжелая вода является биологическим ядом. Получают тяжелую воду многоступенчатым электролизом воды, окислением обогащенного дейтерием протия, изотопным обменом между молекулами воды и сероводорода с последующей ректификацией обогащенной дейтерием воды. [c.301]

Необычная идея получения реактивной тяги содержалась в проекте самолета А. Винклера. В качестве источника. -энергии для полета изобретатель предложил создать пушьсиругощий ракетный двигатель, работающий на с месп газообразного кислорода и водорода. Компоненты должны были образовываться в результате электролиза находящейся па борту воды. Смешиваясь в камере сгорания в определенной пропорции, газы образовывали гремучую смесь, воспламеняемую электрической искрой. Ток, необходимый для электролиза воды и воспламенения горючей смеси, должна была давать гальваническая батарея. [c.176]

Самую многочисленную группу составляют химические процессы, из которых наиболее важными в технологии являются следующие процессы горение (сжигание жидкого, твердого и газообразного топлива с целью получения энергии, серы — для получения серной кислоты) пирогенные (коксование углей, пиролиз и крекинг нефтепродуктов) окислительно-восстановительные процессы (газификация твердых и жидких топлив, конверсия углеводородов) электрохимические (электролиз воды, растворов и расплавов солей, электрометаллургия, химические источники тока) электротермические (электровозгонка фосфора, получение карбида и цианамида кальция) плазмохимические (реакции в низкотемпературной плазме, включая окисление азота и пиролиз метана, получение ультрадисперсных порошкообразных продуктов) термическая диссоциация (получение извести, кальцинированной соды, глинозема и пигментов) обжиг и спекание (высокотемпературный синтез силикатов, получение цементного клинкера и керамических кислородсодержащих и бескислородных материалов со специальными функциями) гидрирование (синтез аммиака, метанола, гидрокрекинг и гидрогенизация жиров) комплексообразова-ние (разделение и рафинирование платиновых и драгоценных металлов, химическое обогащение руд, например путем хлорирующего или сульфатизирующего обжига для перевода металлов в летучие или способные к выщелачиванию водой соединения) химическое разложение сложных органических веществ (варка древесных отходов с растворами щелочей или бисульфита кальция с целью делигнизацми древесины в производстве целлюлозы) гидролиз (разложение целлюлозы из отходов сельскохозяйственного производства или деревообрабатывающей промышленности с по- [c.211]

Предложены также другие варианты выравнивания графика нагрузок в энергосистемах с помощью электролиза воды. Примером такого варианта может служить создание энерготехнологического комплекса, включающего энергосистему и производство аммиака или металлургическое производство, использующее водород для восстановления металлов из их оксидов. Как показали расчеты, приведенные в [108 155, с. 233-248], суммарные приведенные затраты на производство конечного продукта и энергии в энерготехнологическом комплексе, включающей АЭС и электролизеры водорода, значительно меньше, чем при раздельной генерации энергии и получении готового продукта. Например, снижение приведенных затрат в энерготехнологячр ком комплексе, обеспечивающем генерацию электрической энергии и производство аммиака, примерно на 15% ниже приве-190 [c.190]

За последние 15 лет возникло и развивается новое направление в науке и технике - водородная энергетика и технология. Ожидается значительное увеличение (примерно в 2 раза) потребления водорода к 2000 г. Существенные успехи достигнуты в области электролиза воды, усовершенствованы щелочные электролизеры, созданы новые (твердополимерные и высокотемпературные твердооксидные) электролизеры. Удельный расход электрической энергии на получение водорода в усовершенствованных щелочных и новых электролизерах снижается в 1,4-2 раза. [c.191]

Исторически электролиз воды и последующее получение электроэнергии путем рекомбинации гремучего газа были впервые осуществлены Риттером в 1801 г. [18] и Грове в 1839 г. [19]. Однако эти ученые не могли задолго до открытия первого закона термодинамики и введения понятия об энергии оценить важность своих опытов. Первый настоящий водородно-кислородный элемент был, без сомнения, сконструи- [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология