1. 煤制氢:这是一种工业规模生产氢气的方法,通过将水蒸气通过炽热的煤层,发生化学反应生成一氧化碳和氢气(水煤气):C + H₂O(g) → CO + H₂。这一过程通常在高温下进行,然后通过冷却分离出一氧化碳和氢气。
2. 生物制氢:生物制氢是利用生物质或生物质转化过程中产生的氢气。这种方法通常涉及微生物的作用,通过生物化学过程产生氢气。
3. 电解水:电解水是利用电流将水分解成氢气和氧气的过程。在工业上,这种方法通常使用大型电解槽设备,通过电解水(H₂O) → H₂↑ + O₂↑的反应来生产氢气。
4. 烃类制氢:这是一种通过加热或催化裂解烃类(如甲烷CH₄)来生产氢气的方法。这个过程可以产生氢气和一氧化碳,然后通过低温分离来提纯氢气。
这些方法中,煤制氢、生物制氢、电解水和烃类制氢都是现代工业生产氢气的常见方式。而氢气在燃烧时产生水的性质,早在16世纪就已经被发现,并被用来命名这种气体(拉丁语“hydrogenium”意为“生成水的物质”)。氢气在常温常压下是一种无色透明、无味无臭的气体,且具有极高的燃烧活性。它是宇宙中最重要的元素之一,构成了宇宙中各种元素和物质的初始物质。然而,地球上的氢气主要以化合物的形式存在,因为地球的引力无法束缚住这种轻质气体。