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最近、ナトリウムと水を反応させて水素と水酸化ナトリウムを生成するという問題について考えています。もし水酸化ナトリウム溶液の濃度が50%以上だった場合、どうすればその中の水分を蒸発させて、再び無水の水酸化ナトリウム固体を得ることができるでしょうか。皆様のご教示をお願いします。ありがとうございます!
どの程度の濃度の水酸化ナトリウムを金属ナトリウムで製造する必要があるのか? 水酸化ナトリウム結晶については、塩素アルカリ工業に関する資料やマニュアルで調べることができるはずです。ある結晶は2段階に分かれているようで、第一段階では蒸発濃縮した後に冷却し、結晶を析出させてから機械的に分離する。第二段階は、分離した結晶を乾燥させることです。詳細については調べないといけません。私は素人です
ナトリウムと水の反応を利用して水素を製造し、純度と濃度が非常に高い水酸化ナトリウムを得て、その水酸化ナトリウムを再結晶させるつもりです
先輩の考えは良いですね。現在、純ナトリウムの価格は17750~25750元/トンで、保管や輸送が難しいです;塩素アルカリ業界において、イオン膜式の液アルカリや水素の価格はともに安いため、ナトリウムと水を反応させて水素とアルカリ液を製造するコストは非常に割高で、採算が取れない。
この投稿は最後に清城君によって2019年6月25日11時37分に編集されました。彼はナトリウム水炉を使って新しい電気自動車を作ろうとしていますが、金属ナトリウムの価格を16元/kgとすると、1キロメートルあたりのコストは2.88元になります。17,750元から25,750元/トンという価格では、経済的に全く成り立ちません
そうだよ、コストが高すぎる。ナトリウム水炉?あまりにも高級すぎる。実験を行うのであれば、コストは気にする必要はなく、試験が成功したらその後でコスト削減の問題を考えればいい。
実験の成功はコスト削減に全く役立っていない。明らかに、23kgのナトリウムから1kgの水素が生産され、その1kgの水素の燃焼熱は3kg以上のガソリンに相当し、つまり4Lの価値が400元から30元台に下がるだけだ
この投稿は最後にmmliuqingによって2019年6月26日15時16分に編集されました。他の原材料を使っても直接回収することは不可能で、さらに回収過程で別の有害物質が発生します。水酸化ナトリウムを使用する場合は初期投資が高くなりますが、その後は自社の原材料を使って回収するため、回収にかかるエネルギーや人件費などのコストだけです
この投稿は最後にmmliuqingによって2019年6月26日15時17分に編集されました。既製の金属ナトリウムを購入するのが難しい場合は、別の方法を考えるしかありません。論文にあるように、ナトリウム1キログラムあたりの電力消費量がわずか3.45キロワット時なら、コストの問題は容易に想像できます。
まずは1kgのナトリウムに3.45度の電力を使う方法を研究してから、車のことを考えなさい。それに3.45度の電力にも2.1元かかり、原材料に1元、管理コストや設備の減価償却、人件費、労働保護費用などを加えると、ナトリウムの価格はいくらまで下がると思う? 50kgのナトリウムが理想的には200kgになり、廃液の回収や自動車エンジン用の完成品ナトリウムの補充といった費用は単純なものではない
電力消費の問題は、他の人々が数十年前にすでに研究していました。私は今、水素エネルギーの取得、利用、普及についてだけ研究しています
このアプローチは実行不可能だと思います。溶融状態では水酸化ナトリウムは完全に電離し、溶融液にはナトリウムイオンと水酸化物イオンが存在します。電気分解すると、陽極では酸素と水蒸気が、陰極では金属ナトリウムが生成されます。水酸化ナトリウムの密度とナトリウムの密度を比較すると、ナトリウムの密度は水酸化ナトリウムよりもはるかに低いため、電気分解で得られたナトリウムは溶融塩の表面に浮かびます。また、酸素や水蒸気も溶融塩から析出します。高温下では、ナトリウムは酸素や水蒸気と迅速に反応し、ごく一部は電解スラグに包まれて金属ナトリウムになる可能性があります。さらに、空気中の二酸化炭素や水蒸気もナトリウムとさまざまな程度で反応します。したがって、電気分解が完了する頃には、大量の炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム、融剤、電解質が混在した金属ナトリウムが得られると考えられます。たとえ電解槽の上部にアルゴンなどの不活性ガスで保護しても、電気分解で得られた金属ナトリウムは酸素や水蒸気とある程度反応してしまいます。その後、さらに再溶解精錬が必要になります。このプロセスは研究室では操作しやすく、比較的高いナトリウムの収率と品質が得られるかもしれませんが、工業的な生産では結局は大量の廃スラグができるか、何らかの対策を講じないとコストが急激に上昇します。私が現在最も実際的な問題だと考えているのは、水素エネルギーの安全な貯蔵問題です。水素を工業的に製造する技術はすでに非常に成熟しており、例えば石炭からのガス製造、塩素アルカリ法による水素製造、PSA法による水素製造、メタノール分解による水素製造、アンモニアの熱分解による水素製造、水の電気分解による水素製造など、これらの技術はすべて確立されています。最大の難点は水素エネルギーの入手そのものではありません。もちろん、活性金属が水と反応しても水素が生成されますし、アルミニウムや鉄、塩酸など、活性度が比較的低い金属でも水素を得ることができます。しかし、経済性や技術的な実用性も考慮しなければなりません。先ほどの話に戻りますが、現在、水素エネルギーの普及を妨げている難点は、水素の貯蔵問題だと思います。これは電力と同じ原理です。人類は長年にわたって電力を得てきましたが、電力の貯蔵は常に難問でした。近年、この分野の科学研究はかなり進展しており、さまざまな蓄電池が次々と登場し、こうしたクリーンエネルギーの少量の貯蔵が可能になりました。貯蔵ができて初めて、他のことを考えることができます。水素エネルギーも同様です。近年、ランタンニッケル合金や鉄チタン合金など、水素の安全な貯蔵を実現するための水素貯蔵材料も研究されています。水素は可燃性・爆発性のある甲種ガスであり、直接利用する際には大きな安全リスクが伴います。簡単な例を挙げると、自動車に水素圧力タンクを取り付けても、安心して使えるでしょうか?私は、それはまるで時限爆弾の上に座っているようなものだと思います。ですから、もしこの分野に興味があるのであれば、水素の安全な貯蔵に貢献することをお勧めします。