一种利用活泼金属当作中间介质两步电解水制氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用活泼金属当作中间介质两步电解水制氢的方法，属于电解水法技术领域。利用活泼金属作为中间介质，包括如下步骤：(1)将活泼金属的氧化物MO<subgt;x</subgt;溶于强碱水溶液，得到含有羟基合活泼金属离子的碱性溶液；(2)将阴极、阳极置于所得碱性溶液中，于阴极电沉积形成活泼金属单质M，得到沉积金属M；(3)以所得沉积金属M作为牺牲阳极，以原阳极作为催化阴极，构成M‑H<subgt;2</subgt;O原电池，释放氢气和电能；(4)循环重复步骤(2)及步骤(3)，持续进行电解水制氢。本发明专利技术具有能量利用率高、可以长期存储和安全运输的特点；本方法不会有气体交叉造成纯度不高，具有良好的成本优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解水法，尤其涉及一种利用活泼金属当作中间介质两步电解水制氢的方法。

技术介绍

1、氢气是我们未来社会的重要能源载体，1公斤氢气含有约120兆焦耳(相当于约33.33千瓦时)的能量。可再生能源产生的氢气(h2)对于生产碳中和的商品化学品至关重要，如氨(haber-bosch工艺)和零排放燃料。目前，每年生产超过1.1亿吨h2，其中95％以上来自化石燃料的二氧化碳重整。因此，h2生产的脱碳在近年来受到了极大的关注。

2、水电解被认为是将可再生电力转化为绿色h2的实用方法，包括质子交换膜(pem)电解槽，阴离子交换膜(aem)电解槽，碱性水电解槽(awe)，和固体氧化物电解槽(soec)等。尽管这些电解槽具有较高的能源效率，但h2和o2的共同生产导致的气体交叉以及与可再生能源不匹配等问题仍是较大阻碍。公开号为cn113913843a的中国专利公开了一种质子交换膜电解槽电解水制氢的方法，包括如下步骤：电解槽内设有质子交换膜电极；在外电路作用下，水通过阳极区在质子交换膜电极界面发生电化学反应被分解成氧气、氢离子和电子；在阳极区产生的氧气通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种两步电解水制氢的方法，其特征在于，利用活泼金属作为中间介质，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述活泼金属M包括Zn、Pb、Sn、Ga中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述强碱水溶液包括氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述羟基合活泼金属离子的浓度为0.1～0.8mol/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述阴极的材料包括锡黄铜、铅黄铜、黄铜、青铜、铜...

【技术特征摘要】

1.一种两步电解水制氢的方法，其特征在于，利用活泼金属作为中间介质，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述活泼金属m包括zn、pb、sn、ga中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述强碱水溶液包括氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述羟基合活泼金属离子的浓度为0.1～0.8mol/l。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述阴极的材料包括锡黄铜、铅黄铜、黄铜、青铜、铜、锌、锡中的一种。

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【专利技术属性】
技术研发人员：尹华意，蔡牧涯，王洪亚，周风银，汪的华，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：