常温常压下如何有效的地电解水制氢和氧？
常温常压下如何有效的地电解水制氢和氧？ 要求氢气生成率每分钟大于500ml。恳求详细解答。头脑奥林匹克竞赛试题之一： 请设计一个能在常温常压下电解水，要求氢气生成率每分钟大于500ml的便携设备。 大家说怎么办？题目放宽要求就是：不一定要便携 恳求能有个详细的好解答。
电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,但耗电大.从工业上是完全成熟的,但耗电量是很惊人的.
1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高（75％-85％），但耗电大，用常规电制氢，从能量利用而言得不偿失。所以，只有当太阳能发电的成本大幅度下降后，才能实现大规模电解水制氢。 2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸汽加热到3000K以上，水中的氢和氧便能分解。
这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度，一般不采用这种方法制氢。 3、太阳能热化学循环制氢。为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温，发展了一种热化学循环制氢方法，即在水中加入一种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。
热化学循环分解的温度大致为900-1200K，这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度，其分解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要问题是中间物的还原，即使按99．9％-99． 99％还原，也还要作 0。1％-0。01％的补充，这将影响氢的价格，并造成环境污染。
4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长 波光能的吸收，利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性，设计了一套包括光化学、热电反应的综 合制氢流程，每小时可产氢97升，效率达10％左右。
5、太阳能光电化学电池分解水制氢。1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极，而以铂黑作阴极，制成太阳能光电化学电池，在太阳光照射下，阴极产生氢气，阳极产生氧气，两电极用导线连接便有电流通过，即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。
这一实验结果引起世界各国科学家高度重视， 认为是太阳能技术上的一次突破。但是，光电化学电池制氢效率很低，仅0．4％，只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光，且电极易受腐蚀，性能不稳定，所以至今尚未达到实用要求。 6、太阳光络合催化分解水制氢。
从1972年以来，科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力，并从络合催化电荷转移反应，提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂，它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电荷转移和集结，并通过一系列偶联过程，最终使水分解为氢和氧。
络合催化分解水制氢尚不成熟，研究工作正在继续进行。 7、生物光合作用制氢。40多年前发现绿藻在无氧条件下，经太阳光照射可以放出氢气；十多年前又发现，兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都有光合放氢作用。目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，要实现工程化产氢还有相当大的距离。
据估计，如藻类光合作用产氢效率提高到10％，则每天每平方米藻类可产氢9克分子，用5万平方公里接受的太阳能，通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。 。
一个能在常温常压下电解水，要求氢气生成率每分钟大于500ml的设备： 首先，要有足够电容量的直流电源； 二，要有足够有效面积的电极； 三，要有有效的散热结构； 四，溶液的离子结构要设计合理。 五，具体数据要自己计算、设计。。。 。。。
答：粗锌中含有铜铁等元素，与锌在稀硫酸做电解质的情况下会组成原电池，反应加快详情>>
