هیدروا¾ا¾زن

[پریسا میرزانیا]

:question:سلام . دوستان اگه کسی راجع به روشهای تولید هیدروزن اطلاع داره برام بزاره . ممنون. :read:

[arvinfx]

پاسخ : هیدروا¾ا¾زن

الکترولیز آب مقطر

[pedramshams]

پاسخ : هیدروزن

ویکی پدیا:


در آزمایشگاه
در آزمایشگاه با کمک دستگاه کیپ می توان از واکنش اسیدها با فلزهایی مانند روی، هیدروژن بدست آورد:

Zn + 2 H+ → Zn2+ + H2
از واکنش آلومینیم با قلیاها هم می توان به نتیجه رسید:

2 Al + 6 H2O + 2 OH− → 2 Al(OH)−
4 + 3 H2
آبکافت آب هم یک روش آسان برای تولید هیدروژن است. با گذر یک جریان کم ولتاژ از آب می توان گاز اکسیژن را در آنُد و گاز هیدروژن را در کاتُد جمع کرد. برای جمع آوری هیدروژن معمولا کاتد از پلاتین یا یک فلز واسطهٔ دیگر برگزیده میشود. البته چون امکان آتش گرفتن وجود دارد و اکسیژن هم به این سوختن کمک میکند برای همین فلز کاتد و آند هر دو واسطه در نظر گرفته میشود (آهن اکسید میشود و مقدار اکسیژن بدست آمده را کاهش میدهد). بیشترین بازده نظری این واکنش یعنی نسبت جریان الکتریسیته به هیدروژن تولیدی میان 80 تا 94 درصد است.[56]

2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)
شیمیدانان در سال 2007 دریافتند که اگر آلیاژی از گالیم و آلومینیم را به صورت گلولهای در آورند و در آب بیاندازند میتواند هیدروژن تولید کند. همچنین این فرایند آلومینا هم پدید میآورد. در این میان گالیم نمیگذارد که لایهای از اکسیژن بر روی گلوله ساخته شود و البته گالیم پس از واکنش دوباره قابل استفادهاست و این به دلیل گرانی این فلز نکتهٔ مهمی است. این روش از نظر کاهش هزینه هم درخور توجهاست چرا که هیدروژن در همانجا تولید میشود و دیگر نیازی به جابجایی دارد.[57]

در صنعت
راههای گوناگونی برای تولید صنعتی هیدروژن پیدا شدهاست. اما بهترین آنها از نظر اقتصادی، برداشتن هیدروژن از ترکیب هیدروکربنها است. در این روش بخار آب در دمای بالا با سوختهای سنگوارهای مانند گاز طبیعی[58] (متان) واکنش میدهد و مونوکسید کربن و H2 پدید میآورد. منظور از دمای بالا در این واکنش 1000 تا 1400 کلوین، 700 تا 1100 سانتیگراد، 1300 تا 2000 فارنهایت است.

CH4 + H2O → CO + 3 H2
تمایل بر این است که این واکنش در فشار پایین انجام گیرد ولی چنین نمیشود و در فشارهای بالا (2 مگاپاسکال، 20 اتمسفر یا 600 اینچ جیوه) رخ میدهد چون هیدروژن با فشار بالا کالای تجاری تری است و فرایند پالایش آن و جداسازی اش از دیگر گازها (PSA) در فشار بالا بهتر صورت میگیرد. به محصول آمیخته شده «گاز ساختگی» می گویند چون مستقیم آن را در تولید متانول و ترکیبهای مرتبط بکار میبرند. جدای از متان، دیگر هیدروکربنها هم میتوانند در تولید گاز ساختگی بکار روند تنها درصد محصول تولیدی متفاوت است. یکی از بزرگترین پیچیدگیها در این فرایندهای بهینه سازی پدیداری کُک یا کربن است.

CH4 → C + 2 H2
برای پالایش گاز هیدروژن از بخار آب زیادی که در آغاز واکنش افزودیم، از مونوکسید کربن استفاده میشود و اکسید آهن در این میان نقش آسانگر را بازی میکند. این واکنش از واکنشهای مهم صنعتی در تولید کربن دیاکسید است.[58]

CO + H2O → CO2 + H2
یک روش صنعتی و مهم دیگر در تولید هیدروژن، اکسید کردن جزئی هیدروکربنها است:[59]

2 CH4 + O2 → 2 CO + 4 H2
و البته واکنش زغال سنگ که به عنوان پیش در آمدی بر واکنش بالایی است:[58]

C + H2O → CO + H2
علاوه بر واکنشهای بالا، در فرایند هابر برای تولید آمونیا هم از گاز طبیعی هیدروژن بدست میآید.[60] برقکافت آب نمک هم علاوه بر آزادسازی کلر، هیدروژن آزاد میکند.[61] یادآوری میشود که گاهی در یک فرایند صنعتی، هیدروژن تولید میشود و درجا مصرف میشود بدون آنکه پالایش یا جداسازی انجام گیرد.

[Aryan_M]

پاسخ : هیدروا¾ا¾زن

الکترلولیز اصلا اقتصادی نیست.
2 راه اقتصادی برای تولید هیدروژن هست :
1_ پالایش نفت
2_ واکنش تعدالی بخار آب با کربن در دمای بالا... یعنی بخار آب را در عدم وجود اکسیژن در دمای بالا از زغال داغ عبور می دن و گاز کرین مونو اکسید و هیدروژن بدست می آید.