氢气钯膜法SEM

1、氢气氧气不燃烧怎样变成水

燃料电池
氢氧燃料电池
科技名词定义
中文名称：
氢氧燃料电池
英文名称：
hydrogen oxygen fuel cell
定义：
将氢和氧经过电化学反应转变成电能的装置。
应用学科：
电力（一级学科）；可再生能源（二级学科）
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
网络名片
燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极．和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在入的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质（燃料和氧化剂）是在反应的同时源源不断地输入的，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点，但由于成本高，系统比较复杂，仅限于一些特殊用途，如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。
目录
介绍
工作原理
组成
电池分类
再生式
编辑本段介绍

燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锌锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是，它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。
具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，2013年正发展为直接使用固体的电解质。
工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气，起作用的成分为氧气）。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用，发电原理与可夜间使用的太阳能电池有异曲同工之妙。
燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电极等。
利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，所以也可称它为一种"发电机"。
一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。 在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-==4H+ 正极反应式为：O2 + 4H+ +4eˉ== 2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OHˉ。
若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ
若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+（阳离子），正极为：O2+4eˉ+4H+=2H2O
记忆规律如下：
碱性条件下，容易记住正极的O2、H2O、eˉ、4OHˉ前面的系数分别为1、2、4、4，再用总反应方程式减去上式即可。酸性条件下，易记住负极反应式（4H+）+（-4eˉ）=2H2，通过移项可以得到所需要的方程式，同样用总反应式减上式得到正极反应式。
氢氧燃料电池 hydrogen oxygen fuel cell
以氢气作燃料，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池。
氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。
编辑本段工作原理
工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。
氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内的装置
氢氧燃料电池的反应物都在电池外部它只是提供一个反应的容器2H2+O2==2H2O
氢气和氧气都可以由电池外提供

氢氧燃料电池
编辑本段组成
以氢气作燃料、氧气作氧化剂的一类燃料电池。氢氧从外部通过管道输入电池进行电化学反应并输出电能。氢氧燃料电池的理论比能量达3600瓦·时/公斤。单体电池的工作电压一般为0.8～0.97伏,为了满足负载所需的工作电压，往往由几十个单体电池串联成电池组。
为维持电池的正常运转，须持续供应氢和氧，及时排除反应产物（水）和废热。电池组由以下几部分组成：①氢氧供给分系统：航天器携带的氢和氧采用超临界液态贮存，可缩小贮罐体积，解决失重条件下气、液态的分离问题，但要求贮罐绝热性能好、耐低温、耐高压（氧罐为6兆帕、氢罐为3～3.5兆帕）。②排水分系统：主要有动态排水和静态排水两种方式。前者把带有水蒸气的氢气循环输送到冷却装置，使水蒸气冷凝成水进行分离；后者依靠多孔纤维编织材料（如灯芯）将冷凝后的水吸附出来，又称灯芯排水。电池组排出的水经净化后可供航天员饮用或作冷却剂。③排热分系统：电池组通过冷却剂（如乙二醇水溶液）循环，将废热带到辐射器向外排放，以维持电池组正常工作的温度范围。④自动控制分系统：包括电池组工作压力、温度、排水与排气、电压、安全和冷却液循环等的控制与调节。所测量的参数传送到航天员座舱的显示器或由遥测设备发回地面。当电池组出现故障时，自动切换到备份电池组供电。
编辑本段电池分类
氢氧燃料电池按电池结构和工作方式分为离子膜、培根型和石棉膜三类。
①离子膜氢氧燃料电池：用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池,现代采用全氟磺酸膜。电池放电时,在氧电极处生成水，通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻,但离子交换膜内阻较大,放电电流密度小。
②培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度(204～260°C)下为液体。这种电池能量利用率较高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。
③石棉膜燃料电池：也属碱性电池。氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成，氧电极是多孔银极片，两电极夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜，再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器,构成气室,封装成单体电池。放电时在氢电极一边生成水,可以用循环氢的办法排出,亦可用静态排水法。这种电池的起动时间仅15分钟，并可瞬时停机。 氢氧燃料电池
编辑本段再生式
将电池反应产物（水）通过电解器转变成反应物（氢和氧），再重复使用以产生电能的燃料电池，由燃料电池和电解器两部分组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统的贮能装置。有日照时，太阳电池阵提供电能给航天器负载，还用于将水电解成氢和氧，使部分电能贮存起来。航天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电不足时，由这种燃料电池供电。
氢氧燃料电池是不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内的装置

摘自网络

2、氢气经过Pd（钯）过滤的原理和作用是什么？

钯管纯化氢的原理是，在300—500℃下，把待纯化的氢通入钯管的一侧时，氢版被吸附在钯管权壁上，由于
钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钯与氢的这种反应是可逆的），在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为1.5×1015m，而钯的晶格常数为3.88×10－10m（20℃时），故可通过钯管，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从钯管的另一侧逸出。在钯管表面，未被离解的气体是不能透过的，故可利用钯管获得高纯氢。虽然钯对氢有独特的透过性能，但纯钯的机械性能差，高温时易氧化，再结晶温度低，易使钯管变形和脆化，故不能用纯钯作透过膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素，制成钯合金，可改善钯的机械性能。

3、用SEM测超薄薄膜厚度，如何制样才能保证导电性足够好？

SEM？FSEM的话，勉强可以看到，会漂移的很厉害，喷金可以改善导电性 查看原帖>>
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4、求翻译 化学镀

在活性碳毡负载Pd催化剂（ACF）与不同金属负载量的化学镀和评价为减少在间歇反应器中亚硝酸盐的制备。dispersionswere获得均匀的Pd，镀液浓度和播种的步骤，determineparticle尺寸和形貌的关键变量。得到的0.14重量%的金属负载量为96±22 nm处的外表面的碳纤维钯晶体的形成，而钯薄膜层检测早期形成1.9重量%。新鲜的和使用的催化剂进行了表征SEM，EDS，XRD和XPS。

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5、钯炭催化剂的提纯方法

钯碳的提纯
钯合金可制成膜片(称钯膜)。钯膜的厚度通常为0.1mm左右。主要于氢气与杂回质的分离。钯答膜纯化氢的原理是，在300—500℃下，把待纯化的氢通入钯膜的一侧时，氢被吸附在钯膜壁上，由于钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键(钯与氢的这种反应是可逆的)，在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为1.5×1015m，而钯的晶格常数为3.88×10-10m(20℃时)，故可通过钯膜，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从钯膜的另一侧逸出。 在钯膜表面，未被离解的气体是不能透过的，故可利用钯膜获得高纯氢。虽然钯对氢有独特的透过性能，但纯钯的机械性能差，高温时易氧化，再结晶温度低，
易使钯管变形和脆化，故不能用纯钯作透过膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素， 制成钯合金，可改善钯的机械性能。

6、提纯氢气的方法

膜分离技术

膜分离法以选择性透过膜为介质，在电位差，压力差，浓度差等推动力下，有选择的透过膜，从而达到分离提纯的目的。

①钯膜扩散法，在一定温度下、氢分子在钯膜一侧离解成氢原子，溶于钯并扩散到另一侧，然后结合成分子。经一级分离可得到99。99-99。9999%纯度的氢，

钯合金纯化工艺，对原料气中的氧·水·重烃·硫化氢，烯烃等的含量要求很严，氧会在钯合金膜表面发生氢氧催化反应，反应产的大量热，使扩散室中钯合金膜局部过热受损，水·硫化氢·烯烃·重烃会使钯合金表面重毒，氢气进入钯膜之前，氧降至0。1PPm，水和其它杂质量降到1PPm以下，。钯膜的渗透压力，通常膜前1。4一3。45Mpa，膜后压力448一690Kpa。由于钯属于贵金属、本法只适于较小规模且对氢气纯度要求很高的场合使用。

②有机中空纤维膜扩散法，有聚砜、聚酰亚胺，聚碳酸酯等。

③中空维维膜分离回收氢装置应用的最广，从合成氨弛放气，甲醇厂放空气和石油炼制过程的各种尾气。采用有机中空纤维膜分离工艺，可以利用放空尾气的自身压力，以膜两侧的分压差为推动力。

氨厂尾气引入膜组件之前，必须作脱氨处理。氨含量降至200PPm以下。防止膜被氨溶胀而损坏。

低温分离

①低温冷疑 基于氢与其它气体沸点差异大的原理，在操作温度下，使除氢以外所有高沸点组分冷凝为液体的分离方法·适合氢含量30-80%的原料气回收氢。产氢纯度90-98%。

②低温吸附从电解氢或纯度为99。9%的工业原料氢气，可以制取纯度为99。999-99。9999%的高纯氢和超纯氢。

一般用两塔流，一塔吸附，另一塔再生、周期定时切换，连续工作

变压吸附

工艺流程简单·自动化程度高，操作维修费用低，产品纯度可调性强。一次分离同时去除多种杂质组分的特优点。

变压吸附（PSA）技术是以特定的吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加、低压下吸附量减少的特性，将原料气在一定压力下通过吸附床，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的氢气不易被吸附而穿过吸附床，达到氢和杂质组分的分离。氢气提纯采用四塔二均工艺。该公司蓝博净化科技，采用的 就是变压吸附制氢技术。

金属氢化物法

生产纯度99。999%高纯氢

利用贮氢合金对氢的选择性，生成金属氢化物，氢中的其它杂质浓缩于氢化物之外，随着废气排出。金属氢化物分离放出氢气。从而使氢气纯化。常用两个四个联合起来连续工作。

工艺上包括吸氢和放氢，低温高压吸氢。、高温低压放氢。

催化脱氧法

用钯或铂作催化剂，氧和氢反应生成水，用分子筛干燥脱水,特别适用于电解氢的脱氧纯化，可制得纯度为99。999%的高纯氢。

7、钯薄膜释放氢气的条件是什么?

由于氢原子是最小的原子，而钯原子之间的距离刚好能够通过氢原子版，其他原子则不能通过，即使氢权分子（氢气分子），都不能通过。溅射过程中氢原子进入钯膜以后，在钯膜恢复到常温以后氢原子就会结合成氢气分子，这样就停留或者说凝聚在钯膜中出不来了。那么释放它的办法是加温使得氢分子在高温下分解成氢原子，释放出来，如果在一定的低压条件下进行操作，释放的速度会更快。氢气纯化使用的几乎是相同的原理，当时加热的温度是400oC，希望这个温度可以作为参考

8、钯元素有什么作用？

1、钯是copy航天、航空、航海、兵器和核能等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料，也是国际贵金属投资市场上的不容忽略的投资品种。

2、钯在化学中主要做催化剂；钯与钌、铱、银、金、铜等熔成合金,可提高钯的电阻率、硬度和强度,用于制造精密电阻、珠宝饰物等。而最常见和最有市场价值钯金首饰的合金是钯金。

3、主要用于制催化剂，还用于制造牙科材料、手表和外科器具等。

4、氯化钯还用于电镀；氯化钯及其有关的氯化物用于循环精炼并作为热分解法制造纯海绵钯的来源。

(8)氢气钯膜法SEM扩展资料

钯的物化性质：

钯是银白色过渡金属，较软，有良好的延展性和可塑性，能锻造、压延和拉丝。块状金属钯能吸收大量氢气，使体积显著胀大，变脆乃至破裂成碎片。常温下，1体积海绵钯可吸收900体积氢气，1体积胶体钯可吸收1200体积氢气。

主要化合物二氯化钯、四氯钯酸钠和二氯四氨合钯。化学性质不活泼，常温下在空气和潮湿环境中稳定，加热至 800℃，钯表面形成一氧化钯薄膜。钯能耐氢氟酸、磷酸、高氯酸、盐酸和硫酸蒸气的侵蚀，但易溶于王水和热的硫酸及浓硝酸。

9、金属钯最外层电子数为零，赋予了钯怎样的性质？

因为最外层电子数为零，其化学性质不活泼（但是不如铂稳定）。常温下在空气和潮湿环境中稳定，加热至 800℃，钯表面形成一氧化钯薄膜。钯能耐氢氟酸、磷酸、高氯酸、盐酸和硫酸蒸气的侵蚀，但易溶于王水和热的浓硫酸及浓硝酸。熔融的氢氧化钠、碳酸钠、过氧化钠对钯有腐蚀作用。
因为电子价层是4d10（钯(Pd)的原子结构为[Kr]4d10,虽然钯原子中的电子只占据四个电子层,但因期第五能级组(5s4d5p)上由电子,故钯仍属于第五周期），钯的氧化态为 ＋2、 ＋3、＋4。钯容易形成配位化合物，如K2[PdCl4]、K4[Pd(CN)4]等。

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化学符号Pd ，原子序数46 ，原子量106.42 ，属周期系Ⅷ族，为铂系元素的成员。1803 年英国W.H.渥拉斯顿从粗铂中分离出一种新元素，为了纪念1802年发现的小行星武女星（Pallas），把它命名为 palladium。钯在地壳中的含量为1×10-6％，常与其他铂系元素一起分散在冲积矿床和砂积矿床的多种矿物（如原铂矿、硫化镍铜矿、镍黄铁矿等）中。独立矿物有六方钯矿、钯铂矿、一铅四钯矿、锑钯矿、铋铅钯矿、锡钯矿等，还以游离状态形成自然钯。
钯是银白色金属， 熔点 1554 ℃，沸点 2970 ℃， 密度12.02克／厘米3（20℃）。较软，有良好的延展性和可塑性，能锻造、压延和拉丝。块状金属钯能吸收大量氢气，使体积显著胀大，变脆乃至破裂成碎片。海绵状或胶状钯吸氢能力更强，在常温下，1体积海绵钯可吸收900体积氢气，1体积胶体钯可吸收1200体积氢气。加热到40～50℃，吸收的氢气即大部释出。
钯的化学性质不活泼，但是不如铂稳定。常温下在空气和潮湿环境中稳定，加热至 800℃，钯表面形成一氧化钯薄膜。钯能耐氢氟酸、磷酸、高氯酸、盐酸和硫酸蒸气的侵蚀，但易溶于王水和热的浓硫酸及浓硝酸。熔融的氢氧化钠、碳酸钠、过氧化钠对钯有腐蚀作用。钯的氧化态为 ＋2、 ＋3、＋4。钯容易形成配位化合物，如K2[PdCl4]、K4[Pd(CN)4]等。
将精选的砂铂矿或富铂矿用王水溶解，经一系列的化学处理，可得二氯二氨合钯，经灼烧后在高温下用氢气还原可得海绵状钯。钯在硝酸生产、蒽醌法制造过氧化氢以及氢化、脱氢、异构化和裂解反应中用作催化剂。钯银合金管用于生产高纯氢，钯铜合金可做大容量继电器的触头，钯钌合金用于补牙和制造首饰、厚膜电路上的电容和电阻。

元素符号:Pd
中文名称:钯
英文名称:Palladium
原子序数:46
原子量:106.4
外围电子排布:4d10
核外电子排布:2,8,18,18
常见化合价:+2,+3,+4
密度:12.02
溶点:1552
沸点:2927
所属周期:5
所属族数:VIII
原子半径:1.79
离子半径:0.64(+2)
共价半径:1.28
同位素及放射性:Pd-102 Pd-104 Pd-105 *Pd-106 Pd-108 Pd-110
发现人:William Wollaston
发现时间:1803
发现地点:英格兰
名称由来:Named after the asteroid, Pallas, discovered in 1803.
元素描述:Soft, malleable, ctile, silvery-white metal.
元素来源:Obtained with platinum, nickel, copper and mercury ores.
元素用途:Used as a substitue for silver in dental items and jewelry. The pure metal is used as the delicate mainsprings in analog wristwatches. Also used in surgical instruments and as catalyst.

10、氢气纯化的氢气纯化技术

膜分离法以选择性透过膜为介质，在电位差，压力差，浓度差等推动力下，有选择的透过膜，从而达到分离提纯的目的.
1 钯膜扩散法，在一定温度下、氢分子在钯膜一侧离解成氢原子，溶于钯并扩散到另一侧，然后结合成分子.经一级分离可得到99.99-99.9999%纯度的氢，
钯合金纯化工艺，对原料气中的氧·水·重烃·硫化氢，烯烃等的含量要求很严，氧会在钯合金膜表面发生氢氧催化反应，反应产的大量热，使扩散室中钯合金膜局部过热受损，水·硫化氢·烯烃·重烃会使钯合金表面重毒，氢气进入钯膜之前，氧降至0.1PPm，水和其它杂质量降到1PPm以下，.钯膜的渗透压力，通常膜前1.4一3.45Mpa，膜后压力448一690Kpa.由于钯属于贵金属、本法只适于较小规模且对氢气纯度要求很高的场合使用。
2 有机中空纤维膜扩散法，有聚砜、聚酰亚胺，聚碳酸酯等。
中空维维膜分离回收氢装置应用的最广，从合成氨弛放气，甲醇厂放空气和石油炼制过程的各种尾气。采用有机中空纤维膜分离工艺，可以利用放空尾气的自身压力，以膜两侧的分压差为推动力。
氨厂尾气引入膜组件之前，必须作脱氨处理。氨含量降至200PPm以下.防止膜被氨溶胀而损坏. 1 低温冷疑 基于氢与其它气体沸点差异大的原理，在操作温度下，使除氢以外所有高沸点组分冷凝为液体的分离方法·适合氢含量30-80%的原料气回收氢.产氢纯度90-98%.
2 低温吸附从电解氢或纯度为99.9%的工业原料氢气，可以制取纯度为99.999-99.9999%的高纯氢和超纯氢.
一般用两塔流，一塔吸附，另一塔再生、周期定时切换，连续工作 工艺流程简单·自动化程度高，操作维修费用低，产品纯度可调性强.一次分离同时除去多种杂质组分的特优点.
变压吸附（PSA）技术是以特定的吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加、低压下吸附量减少的特性，将原料气在一定压力下通过吸附床，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的氢气不易被吸附而穿过吸附床，达到氢和杂质组分的分离。氢气提纯采用四塔二均工艺。该公司蓝博净化科技 ，采用的 就是 变压吸附制氢技术 生产纯度99.999%高纯氢
利用贮氢合金对氢的选择性，生成金属氢化物，氢中的其它杂质浓缩于氢化物之外，随着废气排出.金属氢化物分离放出氢气.从而使氢气纯化.常用两个四个联合起来连续工作.
工艺上包括吸氢和放氢，低温高压吸氢.、高温低压放氢. 用钯或铂作催化剂，氧和氢反应生成水，用分子筛干燥脱水,特别适用于电解氢的脱氧纯化，可制得纯度为99.999%的高纯氢.