氢能作为极具发展潜力的多元化能源,在我国经济发展中具有重要的地位。项目小组对氢气的制取方法、提纯方式和发展前景等进行了探究。
Ⅰ.制取氢:我国在工业上以甲醇(CH3OH)和水蒸气重整制氢气,制取原理示意图如图:
(1)从微观角度分析,蒸发器中发生改变的是。
(2)写出重整反应器中制氢的符号表达式:。
Ⅱ.提纯氢
我国工程师研发了具有自主知识产权的多通道钯膜纯化组件,可以将99.92%的氢气提纯至99.99995%,实现了超纯氢气装置国产化,其工作温度在300℃以上。
(3)由图1可知,透过钯膜的粒子是。
(4)由图2可知,透氢量与钯膜两侧氢气压强差的关系是。
(5)图3中,开始工作时须先通N2排净装置中空气,再通原料氢气,其目的是。
Ⅲ.利用氢
氢燃料电池在我国公共交通中实现了突破性进展,燃料电池的一种结构原理如图:
(6)写出燃料电池中反应的符号表达式:。
(7)1kg汽油燃烧可产生3.2kg二氧化碳,能让小型家用汽车平均行驶约20公里。1kg氢气能让同类型气汽车平均行驶约150公里。若用氢气替代汽油,理论上每消耗1kg氢气,能够减少多少二氧化碳排放?