理论上,氢气与氧气燃烧生成一摩尔水,所放出的能量等于电解一摩尔水,得到氢气和氧气所需要的能量相同。但在电解水的过程中,由于电路电阻、气体的收集贮存等多方面的原因,使得实际耗能量远大于理论耗能量。如果用电解得到氢气作为能源使用,由于工艺上的各种原因,能量转化率也一定小于理论值。所以用电解水制取氢气的得不偿失的。
首先氢气来源丰富,其他手段比电解经济。例如利用碳和水蒸气反应得到的水煤气就含有氢气,某些有机合成也有氢气作为副产品,尽管纯度不及电解水的,但工业上也很少需要这么高纯度的。
其次和其他以电解为手段的工业相比,效益差。例如氯碱工业也是用电解的手段,但却能同时出氯气、氢气、烧碱,效益高(所有的产品都有广泛应用),无三废,污染少(旧式汞法除外),相比电解水,制氢气效益不如氯碱(氯碱的氢气只能算副产品),制氧气不如直接液化分离空气,因此综合效益不高。
因为电解水条件比较苛刻,而且不能大规模的使用。
氢是一种化学元素,在元素周期表中位于第一位。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭,极易燃烧的由双原子分子组成的气体,氢气是最轻的气体。
医学上用氢气来治疗疾病。
分布:
在地球上和地球大气中只存在极稀少的游离状态氢。在地壳里,如果按质量计算,氢只占总质量的1%,而如果按原子百分数计算,则占17%。氢在自然界中分布很广,水便是氢的“仓库”——氢在水中的质量分数为11%;泥土中约有1.5%的氢;石油、天然气、动植物体也含氢。在空气中,氢气倒不多,约占总体积的一千万分之五。
氢原子则有极强的还原性。在高温下氢非常活泼。除稀有气体元素外,几乎所有的元素都能与氢生成化合物。
氢是唯一的其同位素有不同的名称的元素。
氢在自然界中存在的同位素有:
氕(piē)(氢1,H)
氘(dāo)(氢2,重氢,D)
氚(chuān)(氢3,超重氢,T)
以人工方法合成的同位素有:
氢4、氢5、氢6、氢7
作用用途:
氢是重要工业原料,如生产合成氨和甲醇,也用来提炼石油,氢化有机物质作为收缩气体,用在氧氢焰熔接器和火箭燃料中。在高温下用氢将金属氧化物还原以制取金属较之其他方法,产品的性质更易控制,同时金属的纯度也高。广泛用于钨、钼、钴、铁等金属粉末和锗、硅的生产。由于氢气很轻,人们利用它来制作氢气球——氢气球。)氢气与氧气化合时,放出大量的热,被利用来进行切割金属。