способ получения водорода

Формула изобретения

Способ получения водорода электролизом водного раствора переменным током с использованием в качестве анода и катоды алюминия и его сплавов, отличающийся тем, что процесс ведут при давлениях водорода 0,1 5,0 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к способам получения водорода.

Известен способ получения водорода электролизом растворов электролитов с использованием растворимых анодов. Электролиз ведут постоянным током с использованием в качестве растворимых анодов магния или его сплавов [1]

Недостатком данного способа является использование дорогих и дефицитных анодов из магния или его сплавов, а также потери части электроэнергии, связанные с преобразованием переменного тока в постоянный.

Известен также способ получения водорода электролизом растворов электролитов переменным током с использованием растворимых анодов из алюминия и его сплавов [2]

Недостатком данного способа является тот факт, что водород получают при низких давлениях и для его транспортировки или наполнения емкостей необходимо наличие в системе компрессорной установки, что увеличивает энергозатраты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и результату является способ получения водорода под давлением из водного раствора гидроксида или серной кислоты [3]

Недостатками данного способа являются сложная конструкция электролизера по причине использования мембраны для разделения анодного и катодного пространств, а также наличие регулятора давления для выравнивания давления водорода и кислорода. Кроме того, электролиз ведут при постоянном токе, а в случае проведения электролиза раствора серной кислоты в качестве анодного материала используют дорогостоящую платину или платинированный титан.

Сущность изобретения состоит в том, что для повышения производительности процесс электролиза водного раствора проводят при переменном токе и повышенных давлениях газообразного водорода 0,1-5,0 МПа, при этом в качестве анода и катода используют алюминий и его сплавы.

Электролиз проводят следующим образом: алюминиевые электроды закрепляют изолированной алюминиевой проволокой на крышке автоклава емкостью 500 мл. В качестве электролита используют 2М раствор хлорида натрия или раствор хлорида натрия с добавлением соляной кислоты. Величина давления водорода зависит от количества пропущенного электричества.

Основными преимуществами предлагаемого способа получения компремированного водорода являются упрощение процесса электролиза вследствие использования электролизера без мембраны и регулятора давления, а также использование дешевых электродов и переменного тока.

Осуществление процесса по данному способу позволяет получать чистый, не загрязненный кислородом водород при повышенных давлениях.

Пример 1. В электролизере (автоклаве) закрепляют изолированные фторопластом от крышки алюминиевые электроды марки АД-ООМ и опускают в 2М раствор хлорида натрия. Величину тока регулируют с помощью лабораторного автотрансформатора. Плотность тока 200 А/м², температура 70^oC, напряжение на электролизере 2,6 В, давление водорода 3,5 МПа, выход по току водорода 100%

Пример 2. Электролиз проводят в электролизере аналогично примеру 1. Параметры процесса: плотность тока 300 А/м², температура 80^oC, напряжение на электролизере 3,1 В, давление водорода 5 МПа.

Пример 3. Электролиз проводят в электролизере аналогично примеру 1. Электролитом служит 2М раствор NaCl и 0,6 М раствор HCl. Параметры процесса: плотность тока 4000 А/м², температура 60^oC, напряжение на электролизере 1,8 В, давление водорода 2,7 МПа.

Осуществление способа без применения дефицитных никелевых или магниевых электродов позволяет получать газообразный водород высокой чистоты без следов хлора и кислорода.

Образующийся при электролизе по данному способу водород, накапливаясь в автоклаве, создает повышенное давление, что облегчает его транспортировку и практическое применение.