高压脉冲液相放电制氢研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxxx000456
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随着全球化石燃料的不断消耗以及社会对清洁能源的日益需求,氢能在近些年来越发受到人们的重视,由此产生的制氢方法层出不穷。然而,目前的许多制氢技术存在能耗大、温度要求高、需要催化剂参与等缺点。本文采用高压脉冲液相放电技术制氢,很好的解决了这些问题。高压脉冲液相放电技术已被成功运用到污水处理、材料改性等诸多方面,然而其在制氢领域的应用却未见报道。本文采用低频高压脉冲放电分解乙醇制氢,主要研究了采用针-板电极时不同条件对于产氢流量、氢气选择性的影响。此外,还对单针-板式高压脉冲液相放电在制氢过程中的发射光谱进行了监测与分析,并对制氢的机理进行了推测。所取得的主要研究成果如下:第一,采用单针-板电极,研究了各实验条件(针板间距、放电电压、放电频率、乙醇溶液体积分数、溶液电导率、溶液pH、放电极性)对于制氢效果的影响,并找到最佳的制氢条件,即采用上针-下板式反应器,针板间距15mm,体积分数50%的乙醇溶液,电导率通过分析纯盐酸调至30μS/cm,正极性放电,当电压为30kV,频率为30Hz时产氢流量达到640mL/min,氢气选择性可达72.6%;第二,证明了上针-下板式电极在高压脉冲液相放电制氢中优于上板-下针式电极,并推测其原因与产氢位置相关;第三,通过实验证明了采用双针电极的制氢效果最佳,相同条件下相对于单针电极,产氢流量提高25%,氢气选择性提高4%;第四,采用高压脉冲液相放电制氢,目前最低能耗可达1.04kW·h/m3,优于绝大多数现有的制氢技术;第五,对单针-板式高压脉冲液相放电在制氢过程中的发射光谱进行了监测与分析,证明了H-的产生是整个制氢过程的关键。
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