Ayúdenme a diseñar un tema de investigación científica sobre la producción química de hidrógeno.

1. Producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua

Una serie de celdas electrolíticas con hierro como superficie catódica y níquel como superficie anódica se utilizan a menudo para electrolizar soluciones acuosas de hidróxido de potasio o hidróxido de sodio. El ánodo produce oxígeno y el cátodo produce hidrógeno. Este método es caro, pero el producto tiene una alta pureza y puede producir directamente hidrógeno con una pureza superior al 99,7%. El hidrógeno de esta pureza se utiliza comúnmente en: ① Agente reductor, gas protector y tratamiento térmico de permalloy en las industrias de electrónica e instrumentación; ② Agente reductor utilizado para fabricar tungsteno, molibdeno y carburo cementado en la industria de pulvimetalurgia; ③ Silicio policristalino, germanio; y otras materias primas semiconductoras; ④ hidrogenación de grasa; ⑤ gas refrigerante para generadores de refrigeración de hidrógeno duales. Por ejemplo, la Fábrica de Tubos Electrónicos de Beijing y la Fábrica de Gas de la Academia de Ciencias utilizan la electrólisis del agua para producir hidrógeno.

En segundo lugar, producir hidrógeno a partir de gas agua

El gas agua (C+H2O → Co+H2 calor) se obtiene haciendo reaccionar antracita o coque con vapor de agua a alta temperatura. Después de la purificación, el CO se convierte en CO2 (CO+H2O→CO2+H2) mediante un catalizador y vapor de agua, obteniendo así un gas con un contenido de hidrógeno superior al 80%, que luego se prensa en agua para disolver el CO2. y luego se elimina el gas que contiene ácido carbámico de una solución de cuproso (o acetato cuproso que contiene amoniaco) para obtener hidrógeno puro. Este método de producción de hidrógeno tiene un bajo costo, una gran producción y muchos equipos, y se utiliza a menudo en plantas de síntesis de amoníaco. Algunas fábricas también utilizan monóxido de carbono y H2 para sintetizar metanol, y algunos lugares utilizan gas de menor pureza que contiene un 80% de hidrógeno como combustible líquido artificial. Este método lo utilizan a menudo la Planta Experimental Química de Beijing y las pequeñas plantas de fertilizantes nitrogenados en muchos lugares.

3. Producción de hidrógeno a partir de gas de síntesis y craqueo térmico de gas natural.

El craqueo térmico de petróleo produce una gran cantidad de hidrógeno, que se utiliza a menudo en la hidrogenación de gasolina, petroquímica y plantas de fertilizantes. Muchos países de todo el mundo han adoptado este método de producción de hidrógeno, y las bases petroquímicas de China, como la planta de fertilizantes Qingqing y el campo petrolífero de Bohai, también están utilizando este método.

También se utiliza en algunos lugares (como en las plantas de hidrogenación de Bay, Dao y Bataanlugo en Estados Unidos).

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El gas del horno de coque inicialmente limpio se congela y se presuriza para licuar otros gases y dejar hidrógeno. Este método se utiliza en algunos lugares (como en la fábrica de Kemeiboba en la antigua Unión Soviética).

Verbo (abreviatura de verbo) el subproducto hidrógeno en solución salina electrolítica

En la industria cloro-álcal se produce una gran cantidad de hidrógeno puro, que no solo se utiliza para sintetizar ácido clorhídrico, pero también se puede purificar para producir hidrógeno ordinario o hidrógeno puro. Por ejemplo, el hidrógeno utilizado en la segunda planta química es un subproducto de la electrólisis de la salmuera.

6. Subproductos de la industria cervecera

Cuando se utiliza maíz para fermentar acetona y butanol, más de 1/3 de los gases de escape del tanque de fermentación contienen hidrógeno. Después de múltiples purificaciones, se puede producir hidrógeno ordinario (más del 97%). El uso de nitrógeno líquido para enfriar el hidrógeno general por debajo de -65.438+000 ℃ puede eliminar aún más las impurezas (como una pequeña cantidad de N2) y producir hidrógeno puro (más del 99,99%), al igual que Beijing.