液相无电极放电等离子体制氢特性研究

摘要

随着全球化石燃料的不断消耗，应用清洁能源已成为解决环境污染问题的必然途径。近些年，作为清洁能源之一，氢能来越发受到人们的重视。由于研发的制氢方法多种多样，虽然各个方法特色不同，但制氢成本及便捷程度仍然是人们研究的热点。现存的许多制氢技术存在能耗大、产氢条件苛刻（要求高压、高温、需要催化剂）等缺点。本文采用高压脉冲液相无电极放电技术进行制氢尝试，具有很明显的技术特点。
　　本文采用高压无电极脉冲放电分解乙醇水溶液制氢，研究了采用板-孔-板电极放电时的放电特性及光谱特性，并着重研究了不同条件对于产氢流量、氢气选择性的影响，所取得的主要研究成果如下：
　　第一，板-孔-板电极放电特性表明采用高电压火花放电，可使电场内可有效利用的能量增加，瞬间释放的能量更大，利于制氢应用;
　　第二，板-孔-板电极放电光谱特性表明，火花放电于乙醇溶液的过程中产生许多H·，且可通过条件的改变而提高，利于制氢应用;
　　第三，实验结果表明采用板-孔-板型无电极放电反应器可以实现制氢，产氢流量可达122mL/min，氢气选择性可达68.7％;
　　第四，采用高压脉冲液相无极放电制氢，目前最低能耗为5.8kW·h/m3。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 传统能源

1．1．2 新型绿色能源

1．2 等离子体技术

1．2．1 气相等离子体基本概念

1．2．2 液相放电等离子体

1．2．3 液相放电反应器

1．3 制氢技术研究现状

1．3．1 工业催化重整制氢

1．3．2 光化学制氢

1．3．3 水分解制氢

1．3．4 等离子体制氢

1．4 论文研究内容及创新点

1．4．1 论文研究内容

1．4．2 论文创新点

第2章 实验原理及实验装置与方法

2．1 板-孔-板反应器的无电极放电原理

2．1．1 针-板反应器

2．1．2 板-孔-板反应器

2．2 实验装置

2．3 实验仪器与材料

2．4 实验重要分析方法

2．4．1 产氢流量的计算

2．4．2 电源输入到反应器能量

2．4．3 产气组分分析

第3章 板-孔-板反应器高压脉冲液相放电的特性

3．1 概述

3．2 板-孔-板反应器的放电特性

3．2．1 放电电压的影响

3．2．2 电极间距或放电形式对放电特性的影响

3．3 板-孔-板反应器的光谱特性

3．4 小结

第4章 板-孔-板式高压脉冲液相放电制氢的研究

4．1 概述

4．2 放电电压对乙醇制氢的影响

4．2．1 放电电压对乙醇制氢流量的影响

4．2．2 放电电压对氢气选择性的影响

4．3 放电频率对乙醇制氢的影响

4．3．1 放电频率对制氢流量的影响

4．3．2 放电频率对氢气选择性的影响

4．4 板-孔-板反应器极间距对乙醇制氢的影响

4．4．1 极间距对乙醇制氢流量的影响

4．4．2 极间距对乙醇制氢选择性的影响

4．5 乙醇溶液体积分数对乙醇制氢影响

4．5．1 乙醇溶液体积分数对乙醇制氢流量的影响

4．5．2 乙醇溶液体积分数对乙醇制氢选择性的影响

4．6 小结

结论

参考文献

致谢