氫經(jīng)濟由于清潔和高效的優(yōu)點,而且可利用可再生能源協(xié)助完成氫循環(huán),有可能在將來取代目前的化石能源經(jīng)濟。但產(chǎn)氫,尤其是電分解水產(chǎn)氫,還存在著能耗過高的問題。本項目利用具有較低電勢和過電位(即活化能壘)的有機小分子電催化分解過程取代需要較高氧化電勢和過電位的水氧化過程,從而將電解制氫的運行電壓降低到電解水所需電壓的三分之一到一半的水平,極大的提高了電解制氫的電流效率,降低了過程能耗。在作為陽極反應的甲酸和甲醇氧化中,我們擬以廉價材料對催化劑的電子結構修飾,適當提高OH吸附強度同時降低CO吸附強度,以此增強bifunctional機制,從而增進反應效率。在乙醇氧化中,我們重點關注C-C活化以實現(xiàn)乙醇全氧化。具體的手段是利用Ru對乙醇的特殊吸附方式,輔以廉價過渡金屬修飾,活化C-C鍵,并弱化CO的吸附。最終我們將用基礎研究所得知識指導催化劑材料合成制備,設計并搭建電解有機小分子制氫的實用裝置。
批準號 |
51601030 |
項目名稱 |
功能材料:電解有機小分子制氫 |
項目類別 |
青年科學基金項目 |
申請代碼 |
E0110 |
項目負責人 |
康毅進 |
負責人職稱 |
教授 |
依托單位 |
電子科技大學 |
研究期限 |
2017-01-01 至 2019-12-31 |
支持經(jīng)費 |
20(萬元) |
材料分為兩大類,一類為結構材料,如黃沙、石子;一類為功能材料,如磁性材料、超導材料?,F(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn),一些結構無機材料,加工到納米級后,也成了功能材料,具有與原來材料完全不同的特性。如:銅不導電了、塑料導...
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評分: 4.3
無機/有機雜化光功能材料,包括配合物、金屬有機化合物、無機/有機復合物等材料.該類材料兼具有無機和有機材料的優(yōu)點,已成為非線性光學材料研究領域的一個重要研究方向和熱點課題.
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評分: 4.7
一.項目名稱 淮安高分子有機無機合成材料項目 二、所屬行業(yè) 建筑建材 三.投資概算 3億元 四、建設地點 江蘇淮安盱眙縣 五.項目內(nèi)容 重點是納米凹凸棒石在塑料改性和合成材料中的應用。凹凸棒石黏土經(jīng)提純、改性等處理,用于橡膠、塑料復合材料,合成纖維,淀粉凹凸棒石黏土合成材料及有機物與凹凸棒石黏土聚合雜化材料。
電解制氫,用電解法將水分解成氫和氧的工藝。一般需4.0~4.5千瓦·時的電能才可獲得一標準立方米的氫,如采用高溫電解水蒸氣的方法或其他改進方法(如在電極上覆以各種催化劑的方法等),則可以降低至3.0千瓦·時左右。如用太陽能作為一種輔助能源進行高溫電解,可進一步降低能耗。是將其他各種能源(如太陽能、風能)轉化成氫能儲存的有效方法。
水電解槽
水電解制氫裝置
附屬設備框架
堿液循環(huán)泵
控制柜
可控硅整流柜
變壓器
原料水箱
堿液箱
氫中氧分析儀
氧中氫分析儀
制氫純化水電解制氫
水電解制氫是一種較為方便的方法。在充滿氫氧化鉀或氫氧化鈉的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發(fā)生電化學反應,分 解成氫氣和氧氣。其化學反應式如下 :
陰 極:2H2O+2e H2↑ +2OH
陽 極: 2OH-2e H2O+1/2O2↑
總反應式:2H2O 2 H2↑+ O2↑
根據(jù)庫侖定律,氣體產(chǎn)量與電流成正比,與其它因素無關。氫氧化鉀的作用在于增加水的電導,本身不參加電解反應,理論上是不消耗的。電解液中加入五氧化二礬的作用是在于降低電解電壓。單位氣體產(chǎn)量的電耗,取決于電解電壓,電解槽的工作溫度越高,電解電壓越低,同時也增加了對電解槽材料,主要是隔膜材料的腐蝕。石棉在堿液中長期使用溫度不能超過100℃,因此操作溫度選擇在80~85℃為宜。電解壓力的選擇主要根據(jù)用氫的需要。氣體純度決定于制氫機結構和操作情況。在設備完好(主要是電解槽隔膜無損壞)操作壓力正常(主要是壓差控制正常)的條件下,純度是穩(wěn)定的。