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1·氫的用途及其在自然界的存在狀況
氫是重要的能源之一，在國際科技界尋找的新能源中氫占有重要地位。目前所使用的煤、石油等化石燃料到21世紀(jì)50年代將接近枯竭，而且這些燃料對環(huán)境有嚴(yán)重的污染。氫燃燒時反應(yīng)物是水，對環(huán)境沒有污染，被稱作清潔能源。用氫作能源的時代被人們稱為氫能源時代，氫是燃料電池的燃料，氫燃料電池是電動汽車、自行車的動力來源，液氫還是火箭的燃料。氫在工業(yè)上有著廣泛的用途，如合成氨、合成鹽酸、有機合成;能熔化和焊接高熔點金屬如鎢、鉭等。氫氧化火焰的高溫能焊接鋼板、鋁合金以及不含碳的合金。
如上所述，氫有著重要而廣泛的用途，工業(yè)生產(chǎn)中需要大量的氫。由于鄰近地面的空氣中氫的含-5量極微，體積百分比僅為5×10%，氫主要以化合物狀態(tài)存在，在水、碳?xì)浠衔锛八猩锝M織中都含有氫。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)等各方面對氫的需求，國內(nèi)外科技工作者研究和開發(fā)了許多種制備氫的方法，其中電解法制氫是重要的方法之一，該法制取的氫純度較高，是燃料電池的理想燃料，也是氫化反應(yīng)用氫的主要來源。當(dāng)電解食鹽溶液制取氫氧化鈉時，氫是重要的副產(chǎn)品。
氫的儲存運輸技術(shù)已基本成熟，尚需進(jìn)一步研究改進(jìn)。對于電2對電鍍生產(chǎn)中氫排放量的估算鍍回收氫的提純，應(yīng)用分子篩、隔膜技術(shù)等，必要時應(yīng)用壓縮機和加入極少量化學(xué)藥品。
電鍍過程也是電鍍?nèi)芤旱碾娊膺^程，尤其是鍍鉻，由于其電流效率低，電極析氫量更大，使陰極周圍電鍍液像泉涌一樣翻滾，為獲得鍍鉻排氫的基本情況，我們對鍍硬鉻的排氫量進(jìn)行了初步估算，假設(shè)其陰極除析出鉻外，析出的氣體全是氫氣，根據(jù)法拉第電解定律：
(1)電解時在電極上起反應(yīng)物質(zhì)的量與通過溶液的電量成正比。
(2)當(dāng)以相同的電量分別通過含有不同的電解質(zhì)溶液的電解槽時，在各電極上起反應(yīng)物質(zhì)的量與其化學(xué)當(dāng)量成正比，法拉第定律是由實驗總結(jié)得出，不論在什么壓力和溫度下，水溶液和非水溶液中進(jìn)行的電鍍過程，其電極反應(yīng)產(chǎn)物的量都嚴(yán)格服從法拉第定律。
現(xiàn)以中小型電鍍廠鍍硬鉻為例，計算其每天所產(chǎn)生的氫氣，設(shè)其鍍鉻槽共有5
000安培電流，每天開20小時，鍍鉻的電流率為20%，由析氫用電量為5
000安培×20小時×0.8=80
000安培·小時，電解得到1克當(dāng)量所需電量為1法拉第，以F表示其數(shù)值為96500庫倫。
1安培小時=1×60×60=3600庫倫
1法拉第F=96500/3600=26.8安培·小時析出氫的量為M=1.008g×80
000÷26.8=3000g(1.008為氫電化當(dāng)量)
應(yīng)該指出，法拉第定律是由實驗總結(jié)得出，由生產(chǎn)實際得出的結(jié)果會與其有一定差距，但不會太大。
電鍍廠以回收氫為燃料，電池燃料可實現(xiàn)再發(fā)電，氫是燃料電池最理想的燃料，燃料電池不是產(chǎn)生火焰和大量熱量的燃燒，是一種直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的高效發(fā)電裝置，是繼火力、水利和核發(fā)電后第四種發(fā)電技術(shù)。利用空氣中的氧化劑、氫作還原劑。
在陽極：氫氣釋放出電子+2H→4H+4e這個反應(yīng)釋放出能2量。
在陰極：氧結(jié)合電極上的電子和電解液中的氫離子形成水。
在上面反應(yīng)中，電子是通過外電路作功后回到陰極的，氫離子是通過電解質(zhì)回到陰極的，二者通過電極形成回路，在外界連續(xù)不斷地供給氫氣和氧氣情況下，使外電路電流定向不停流動。和一般電池不同，該電池的燃料是放在電池外部的氫罐里，不間斷地向電流輸入燃料和氧化劑。
如上所收集的3000克氫氣，通過燃料電池發(fā)電，根據(jù)法拉第定律能夠估算發(fā)出的電量。
