北师大《中级无机化学》课件 太阳能分解水制氢.pptVIP

太阳能分解水制氢H2O?H2+?O2?H=286kJ?mol-1直接热分解水热化学循环分解水T?2000KH2O(l)+(热)???x1H2O(g)+x2H2(g)+x3O2(g)xi:摩尔百分数1.热分解水制氢直接热分解水流化床的氧化铁高温太阳光分解水制氢系统：450KH2O+FeO??????Fe3O4+H2?2500KFe3O4??????FeO+?O2????????????????????H2O??????H2?+?O2?优点：热效率高，无污染，不需催化剂缺点：温度很高，对装置设计和材料性能的要求都较高H2O?H2+?O2?H=286kJ?mol-1直接热分解水热化学循环分解水在催化剂（化学元素或化合物）存在下加热水（一般T：900?1200K）使其分解热化学循环分解水硫碘循环制氢室温，h?第一步：2H2O+SO2+I2?????H2SO4+2HI570K第二步：2HI????H2?+I21070K第三步：H2SO4?????H2O+SO2+?O2????????????????????????H2O??????H2?+?O2?某些热化学循环分解水制氢过程的有关参数估计值循环名称步数最高温度/K热效应/%氯化钒4100071.8氯化铁3120026.2氯化铜397329.4氯化铁-氧化铁5107332.5碳-水蒸汽-铁3167375.5水蒸汽-铁-二氧化碳592324.6碘化钾-氧化砷460053.3IGI循环C-54120061.3IGI循环A-25120033.9Euraton循环392545.2Mark-9通用电动机公司4100017.5氧化铯4132348.0溴化钙4100059.0氯化铁-氧化铁592353.0热化学循环分解水特点：反应级数为3?5，最高温度：600?1673K热效率：17.5?75.5%缺陷：催化剂的损耗带来价格和污染的问题。直接热分解水以太阳辐射为光源，添加某种特殊的光敏物质作为催化剂，由光化学反应分解水制氢和氧。原理：HO?H??H++e?H??OH--e??OH-e??O热化学、光化学HO?HH?+HO2.光化学分解水制氢光化学分解水的反应大致可归纳为四种形成单光子?氢基的系统h?X+H2O????X++H?+OH-X++?H2O????X+H++?O2????????????????????????H2O????H?+?O2?2.光化学分解水制氢h?Y+H2O????Y-+H++OHY-+H2O????Y+?H2?+OH-??????????????????????H2O?????H2?+OH形成单光子?氢氧基的系统h?Z+H2O????ZO+H2?