氢气燃烧热值高,约是煤的4倍,被视为理想的清洁燃料。我国氢能的利用还处于起步阶段,2022年中国各能源一次性消费占比如图1所示。
图1 图2
分解海水制氢被认为是最可行的清洁制氢技术,主要有以下两种研究方向。
光解水:在太阳光驱动下催化水发生分解反应,虽然这项技术操作简单,能耗低,无二次污染,但因光腐蚀,能量转换效率低等问题,目前并未实际投入生产。研究发现使用氮化细镓/氮化镓作为催化剂进行光解水可以提高制氢效率。不同温度下使用该催化剂分解水的速率如图2所示。
电解水:利用电能将水分解。海水中成分复杂,电解时易对电极等材料造成腐蚀或生成不需要的副产物。针对上述问题,我国科学家研制了全球首套海上制氢平台,该平台将海水中的水以水汽的形式跨膜转移,实现了海水中的杂质完全分离。分解海水所需电能完全来自于风能和太阳能,向世界展示零碳能源的中国方案。
依据文章内容回答下列问题。
①煤的热值没有氢气高。
②电解海水时,海水中溶解的物质会对电极造成腐蚀。
【提出问题】影响“大象牙膏”实验效果的因素有哪些?
【进行实验】向烧杯A中加入10mL不同浓度的过氧化氢溶液和发泡剂。向烧杯B中加入4mL水和不同质量的催化剂(酵母)。将两只烧杯中的液体混合,记录泡沫溢出烧杯口所需时间,实验装置如下图。
实验序号 | 烧杯A | 烧杯B | 泡沫溢出烧杯所需时间/s | ||
过氧化氢溶液浓度 | 发泡剂/滴 | 酵母质量/g | 水/mL | ||
① | 10% | 5 | 0.1 | 4 | 85 |
② | 10% | 5 | 0.2 | 4 | 42 |
③ | 10% | 5 | 0.4 | 4 | 10 |
④ | 5% | 5 | 0.4 | 4 | 30 |
⑤ | 15% | 5 | 0.4 | 4 | 5 |