氢气製造？ 目前工业上主要的製氢方法是将碳氢化合物以 蒸气重组 (steam reforming)的方式製得，而在某些其他化学反应中，氢气也可以副产物(byproduct)的方式获得。此外还有许多製造氢气的方法如电解法 (electrolysis)与热解法(thermolysis)等。目前科学家们正试图努力寻找能大量且便宜的製氢的方法以符合经济效益。 早期在许多以氢气为原料的工业中如：哈柏法製氨的肥料工业与轻油裂解或其他石化相关产业（脱氢环化(dehydrocyclization)与苯环化 (aromatization)反应）等，这些产业通常将未反应或产生的氢气，直接排放到空气中，但现在已调整製程系统将氢气回收再利用。此外着名的硷氯工业所产生的副产物氢气也可经 冷却、压缩与纯化得以充份利用。 蒸气重组 (Steam reforming) 化石燃料是主要的氢气製造来源，从天然气製氢有80％的效率，而藉由其他碳氢化合物来製造其效率也各不相同。在高温下 (700~1100℃)，水蒸气与甲烷作用产生合成气(syngas)，反应式如下： CH 4 + H 2 O → CO + 3 H 2 + 191.7 kJ/mol 在第二个阶段更多的氢气会产生藉由低温下(130℃)产生水煤气转移反应(water gas shift reaction)而生成。反应式如下： CO + H 2 O → CO 2 + H 2 － 40.4 kJ/mol 电解与热裂解 (Electrolysis and thermolysis) 工业上也常使用电解水来製造氢气，这个方法只需使用低电压与简单的装置如霍夫曼电量计（Hofmann voltameter）即可达成，但大规模的製氢需使用高压与高温的系统来增进电解时的能源效率。进行高温电解时温度常达800℃，因此需消耗许多能量，故有多种的催化剂用来提昇电解效率。研究结果发现水在2500℃时会自行分解产生氢气，但高温会使製程的管线与设备无法承受而损坏。 硫－碘 循环法 (Sulfur-Iodine Cycle) 为一种热化学的方法将水转换的製氢方式，其效率比水分解 (water splitting)为高。硫与碘可回收再利用，这个方法适合使用在本身具有高温的核反应器来製造氢气。因为其热源来自核反应器，故安全性仍有待改进，预 计要到2030年才能克服其技术上问题。其反应式如下： 1. I 2 + SO 2 + 2 H 2 O → 2 HI + H 2 SO 4 (120°C) 2. 2 H 2 SO 4 → 2 SO 2 + 2 H 2 O + O 2 (830°C) 3. 2 HI → I 2 + H 2 (450°C) 净反应式为：2 H 2 O → 2 H 2 + O 2 此种製氢方式目前已开发出许多类似的方法如：铜－氯循环(Copper-chlorine cycle)、锌－氧化锌循环(Zinc-zinc oxide cycle)等。 生物製氢法 (Biohydrogenation) 生物製氢法，便是利用生物来生产氢气。目前已开发出不需要光线的暗反应发酵法(Dark fermentation)製氢。但由于暗反应发酵法每莫耳葡萄糖只能产生4莫耳氢气(four H2/glucose)，因此在2007年科学家使用一种非天然的酵素可将多醣与水作用达到每莫耳葡萄糖产生12莫耳氢气。生物製氢法具有常温常压下就能 反应、低耗能、乾净等优点，是一种发展潜力高的製氢方式，成为目前科学家研究的重点。而现今生物製氢尚未能推广普及的另一原因即为成本过高，不符合经济效益。 参考资料 1. Hydrogen_production。检索日期 2011.5.20，http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_production 2. http://www.guardian.co.uk/scienc ... emistry.agriculture 查看更多
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