Методы получения водорода

Рисунок 6 -- Гибридный серный цикл

Присутствие SО2 на аноде электролизёра сильно уменьшает реверсивный потенциал ячейки, необходимый для расщепления молекул воды электролизом. Ввиду того что прямой электролиз воды имеет реверсивный потенциал ячейки 1,23 В при 25°C, теоретический потенциал для электролиза на аноде, деполяризованном SC>2, составит только 0,17В на ячейку. Практические SО2-электролизёры, как ожидается, будут потреблять в четыре раза меньше электроэнергии, чем обычные электролизёры. При объединении с эндотермическим разложением H2SО4 чистые потребности в тепловой энергии для HyS-цикла значительно меньше, чем для прямого электролиза воды. Проблема состоит в разработке такого процесса, который максимизировал бы преимущество в тепловой эффективности при минимизации его сложности и капзатрат.

Недавняя работа Национальной лаборатории Savannah River (SRNL) привела к усовершенствованию процесса в HyS-цикле. Был проведен анализ технологической схемы HyS-системы, объединенной с охлаждаемым гелием ядерным реактором. Расчетная чистая тепловая эффективность установки составила 48,8 % при температуре на входе в процесс, равной 900°C. Разработка деполяризованного SО2-электролизёра, соответствующего заданным рабочим параметрам, имеющего долгий срок эксплуатации и эффективного по затратам, является основной целью продолжающихся исследований. SRNL разрабатывает электролизёр на основе РЕМ-электролиза. Уникальные условия SО2 электролиза, такие, как необходимость иметь дело с серной кислотой и растворенным SО2, делают такую разработку трудной задачей. Разработка дешевого электролизёра -- ключевой фактор в получении эффективного по затратам HyS-цикла.

Предварительный экономический анализ, сделанный на основе разумной экстраполяции прогнозных значений стоимости РЕМ-электролизёра, показывает, что HyS-цикл в комбинации с охлаждаемым гелием газовым реактором мог бы производить водород при затратах ~1,60 долл./кг, что примерно соответствует затратам процесса IS. Дополнительные доходы от продажи побочного продукта (кислорода) могут уменьшить издержки.

Заключение

Сегодня практически весь водород, потребляемый промышленностью, производят путем конверсии природного газа или путем переработки другого углеводородного сырья. Интересной представляется возможность получения водорода из воды или при использовании в качестве первичного источника энергии запасов угля.В пользу водорода как универсального энергоносителя говорят многие обстоятельства:- сырьем для получения водорода может быть вода, а для получения искусственных углеводородов - еще и уголь, углекислый газ или природные карбонаты, т. Е. запасы сырья практически неограниченны;

- при сжигании водорода или искусственных топлив, полученных на его основе, образуется значительно меньше вредных веществ и требуются меньшие затраты на мероприятия по охране окружающей среды, чем при сжигании природных жидких и газообразных топлив;

- водород широко используется в современной химии, нефтехимии, а в меньших масштабах - в металлургии, при металлообработке, в пищевой и других отраслях промышленности, и потребность в нем непрерывно растет.

Список источников информации

1 Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение. - М.: Химия, 1989. - 672 с.: ил.

2 Шпильрайн Э.Э. и др. Введение в водородную энергетику. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 264 с.: ил

Размещено на Allbest.ru