Способ получения водорода Советский патент 1982 года по МПК C25B1/04 

Изобретение относится к получению водорода путем электрохимического разложения воды. Известен способ полз чения водорода путем электролиза воды в электролизере с одновременным облучением полупроводаикового электрода Ц. Способ заключается в том, что электролизер, содержащий водный раствор электролита и два электрода, из которых, по крайней мере, один является полупроводниковым, освещается солнечным светом. За счет поглощения световой энергии полупроводником в ячейке создается электродвижущая сила, достаточная для разложения воды. На электродах ячейки водород и кислород. Недостатком существующего метода являет ся непостоянство потока получаемого водорода из-за резкого колебания интенсивности солнеч ного света в суточном и годичном циклах и, кроме этого, отсутствие химически стойких полупроводниковых электродных матерталов, пшрина запрещенной зоны которых соответству ет солнечному свету. Целью изобретения является упрощение процесса. Для этого по предлагаемому способу получения водорода путем электролиза воды в электролизере с одновременным облучением полупроводникового электрода, долупроводнико вые электроды подвергают -и/или /1-облученню. Полупроводниковый электрод облучают излучением другой, по сравнению с солнечным светом, природы, а именно у -и/или fl-излучением, в качестве которого используют ядерное излучение атомных реакторов и отходы ядерного горючего. Помимо |f -и Р-излучения, в состав излучения реакторов входит нейтронное излучение, которое может быть применено для указанной цели- после преобразования в у - и (3-излучение, а также ег-излучение, которое сильно поглощается средой и поэтому малоэффективно. Настоящий способ получения водорода свободен от указанных не рстатков известного .способа. Благодаря использованию источника ионизирующего излучения скорость образования водорода не зависит от времени суток и погодных условий; высокая энергия кашгта излучения снимает ограничения на ширину залрещегтой зоны полулрояодннка и позполяот ус пешно использовать шн|хзкозош11.ш полупроводники,, нмеющне высокую химическую стойкость, наконец, открьшается возможность утилизации энергии ионизирующего излучения атомных реакторов и отходов ядерной зиврге1НКИ.

Способ осуществляется следующим ойразом, ООлучаомый электролизер имеет два алектрода, по крайней мере, один иэ которых является полупроводником, и заполнен раствором электролита. В качестве материала для полупроводннковогб электрода () может быть исполь 30Batia двуокись титана, тнтаната стронция и бария и др. Полупроводниковый электрод облу 1а1от ионизирующим иэлу ением. Для более полного поглощения энергия излучения и повышения скорости образования водорода применяют многос пойный (например, гофрированный) э;1ектрод. для выделения водорода изготавливают из металла с низким водородным перенапряжением (ншсвль, платина и т. п.)|

П р н м о р. Используют стекляш1ую ячейку объемом 20 мл с paзiдeлeнШlI ffl анодной и катодной камерами, Анодное пространство заполняют 1 н раствором NaOH, катодное - 1 н Анодный окисноттановый, плоский.

площадь 1 civ и катод из платинированной ллати1П)1 площадью 0,4 см , Прн облучении потоком электронов с 31гсргней 3,5 МэВ (мощностью 2МО зВ/с) скорость образоваш{я водорода в единицах электрического тока тавляла 2,4 мА,

Таким образом, преимуществами предлагаемого способа перед известным способом фотоэлектролнза воды являются независимость скорости производства водорода от времени суток н погодных условий; возможность приме шть для электродов щирокозонные полупроводники, обладающие высокой химической стойкостью; возможность утюжзировать ионнзирзоощее излучение атомных реакторов и отходов ядерного горючего.

Формула изобретения

,.,

Способ получешя водорода путем электролиза воды в электролизере с одновременным облучением полупроводникового электрода, отличающийся тем, что, с целью упрощешя процесса, полупроводниковые электроды подвергают -н/или /3-облучению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 4011149, кл, 204-24S( опублик, 1977 (прототип).