DE2005015A1 - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff

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DE2005015A1
DE2005015A1 DE19702005015 DE2005015A DE2005015A1 DE 2005015 A1 DE2005015 A1 DE 2005015A1 DE 19702005015 DE19702005015 DE 19702005015 DE 2005015 A DE2005015 A DE 2005015A DE 2005015 A1 DE2005015 A1 DE 2005015A1
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DE19702005015
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Inventor
Gianfranco de Dr. Cadrezzate Varese Beni (Italien)
Original Assignee
Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM) Europazentrum Kirchberg, Luxemburg
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff mit Hilfe eines von Wasser ausgehenden chemischen Kreisprozesses. Ein solches Verfahren ist in der britischen Patentschrift 2J2 4-31 beschrieben. Gemäss dieser Patentschrift ist die wichtigste Reaktion die Erhitzung von Quecksilberdampf und Wasserdampf bis auf eine Temperatur von ca. 3600C, wobei Wasserstoff und Quecksilberoxid entstehen sollen. Es hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, dass diese Reaktion nicht oder jedenfalls nicht in ausreichendem Masse abläuft. Das Quecksilber lässt sich gemäss der genannten Patentschrift regenerieren durch Erhitzen des entstandenen Quecksilberoxids, wobei es in Quecksilber und Sauerstoff zerfällt.
Das Verfahren nach der Erfindung beruht auf einem neuen Kreisprozess, mit dessen Hilfe sich Wasserstoff aus Wasser herstellen lässt, während als Energiequelle ausschliesslich Wärme benutzt wird.
009837/1350
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass der Kreisprozess die Reaktion von Quecksilber mit Bromwasserstoff unter Bildung von Quecksilberbromid und Wasserstoff, die Reaktion des gebildeten Quecksilberbromids mit einem Erdalkalihydroxid unter Bildung von Erdalkalibromid, Quecksilberoxid und Wasser, die Zersetzung des gebildeten Quecksilberoxids in Quecksilber und Sauerstoff und die Hydrolyse des gebildeten Erdalkalibromids unter Bildung von Erdalkalihydroxid und Bromwasserstoff umfasst und dass die Reaktionsprodukte Quecksilber, Bromwasserstoff und ggf. Erdalkalihydroxid wieder in den Kreisprozess zurückgeführt werden.
Der Kreisprozess nach der Erfindung umfasst im einzelnen folgende Reaktionen:
1) Die Reaktion von Quecksilber mit Bromwasserstoff unter Bildung von Quecksilberbromid und Wasserstoff:
Hg + 2 HBr >Hg Br2 + H2
2) Die Reaktion des gebildeten Quecksilberbromids mit einem Erdalkalihydroxid unter Bildung eines Erdalkalibromids, von Quecksilberoxid und Wasser. Obwohl als Beispiel die Reaktion mit Calciumhydroxid angegeben ist, ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Der Kreislauf lässt sich beispielsweise auch mit Hydroxiden von Barium oder Strontium durchführen:
Hg Br2 + Ca (OH)2 >Ca Br2 + HgO + K2O
3) Das Zerfallen des gebildeten Quecksilberoxids in Quecksilber und Sauerstoff:
HgO >Hg + 1/2 O2
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Die Hydrolyse des gebildeten Erdalkalibromids (beispielsweise Calciumbromid) unter Bildung des entsprechenden Erdalkal ihydroxi ds und von Bromwasserstoff:
Ca Br2 + 2 H2O >Ca (OH)2 + 2 HBr
Die Reaktionsprodukte Quecksilber, Bromwasserstoff und ggf. Erdalkalihydroxid werden in den Kreisprozess zurückgeführt, wodurch dieser geschlossen wird.
Die für das Verfahren nach der Erfindung benötigte Wärme kann einem Kernreaktor entzogen werden, jedoch sind auch andere Formen der Erhitzung anwendbar.
Die vorstehend beschriebenen vier Reaktionen wurden im Labormassstab durchgeführt, wobei sich gezeigt hat, dass sie alle in angegebener Weise verlaufen. Bei dem Kreisprozess werden alle Ausgangsstoffe, die nicht vollständig reagiert haben, von den Reaktionsprodukten getrennt und wieder in den Kreisprozess zurückgeführt.
Reaktion i
Diese Reaktion kann bei Temperaturen von etwa 25°C I is ungefähr ?00°C durchgeführt werdt-n. Ilan kann die beiden Ausgangsprodukte sowohl in flüssiger als aucl. in Gasfor::. r.iteinander reagieren lassen. Das Arbeiten unter erhchtec Truck, Lei dem die AusgangFrrodukte flüssig sind, hat den Vorteil, dass sich das gewünschte Reaktionsprodukt, d.L. der Wasserstoff, von. Reaktionsgemische bequem trennen lässt;. Man kann den bromwasserstoff sowohl in reinem Zustand als auch in wässriger Lösung einsetzen. Ir.. Laboratorium -wurden in einem geschlossenen Keaktionsgefäss r.it einem Inhalt von etv;& H-Q ml 0,15 ml Quecksilber ir. Verlaufe von 2 Stunden ir.it ?,4 ml einer wässrigen HEr-Lcsung ir.it eir.c-r Konzentration vo:: 4-5 3ew.->i (etwa 1,1O
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6AD ORIGINAL
auf 2000C erhitzt. Nach Abkühlung enthält das Reaktionsgefäss Wasserstoff unter einem Druck von 2 at, Quecksilberbromid in einer Menge von 20% der stöchiometrischen Menge sowie unumgesetztes Quecksilber und Bromwasserstoff, wobei die beiden letzten Stoffe im Kreisprozess wieder verwendet werden können. Durch Entfernen des Wasserstoffes während der Reaktion wird eine fast quantitative Umsetzung erreicht.
Reaktion 2
Bei dieser Reaktion wird vorzugsweise in einem wässrigen Medium ^ bei Temperaturen von 90 - 1000C und in Anwesenheit eines Erdalkalihydroxidüberschusses von beispielsweise 20 Gew.-%, bezogen auf die stöchiometrische Menge, gearbeitet. Nach Massgabe des Verbrauches des Erdalkalihydroxids während der Reaktion löst sich auch der überschuss im Wasser.
Im Laboratorium wurde 1 g Quecksilberbromid in warmem Wasser gelöst. Es wurde eine Suspension von 0,2 g Calciumhydroxid in Wasser zugesetzt und das Gemisch einige Minuten gekocht· Die Ausbeute an Quecksilberoxid beträgt 100% der theoretischen Ausbeute. Das Oxid liess sich bequem abfiltrieren und enthielt nur eine geringe Menge Calciumhydroxid.
™ Die Reaktion verläuft noch besser mit Barium- oder Strontium^- hydroxid, da diese .Stoffe in Wasser besser löslich sind.
Reaktion 5
Diese Reaktion verläuft bei normalem Druck und bei Temperaturen von 500 - 6000C nahezu quantitativ. Sofern das Quecksilberoxid noch etwas Calciumhydroxid aus der Reaktion 2 enthält, bleibt . dies als Rückstand zurück, während das entstandene Quecksilber an einer gesonderten Stelle kondensiert werden kann.
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Im Laboratorium wurde diese Reaktion durch Erhitzen von Quecksilber-oxid in einem mit einer Falle für die Kondensation des entstandenen Quecksilberdampfes versehenen Rohr durchgeführt. Das Quecksilberoxid zersetzte sich bei einer Temperatur von ungefähr 55O0C vollständig.
Reaktion 4
Diese Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen von 600 75O0C und unter erhöhtem Druck durchgeführt. Dies lässt sich erreichen durch Erhitzen der Ausgangsprodukte in einem geschlossenen Gefäss, jedoch ist es auch möglich, das Erdalkalibromid bei normalem Druck im Wasserdampfstrom zu erhitzen und dann den Wasserdampf zur Rückgewinnung des Bromwasserstoffes zu kondensieren.
Im Laboratorium wurde Calciumbromid in einem Quarzrohr auf 73O°C erhitzt, und durch das Rohr Wasserdampf hindurchgeleitet. Der Wasserdampf wurde am Ende des Rohres kondensiert, worauf man nach vollständiger Hydrolyse des Calciumbromids eine wässrige HBr-Lösung mit einer Konzentration von 3 Gew.-% erhielt. Diese Lösung lässt sich durch Destillation wieder auf eine für die Reaktion 1 geeignete Konzentration bringen.
Patentansprüche:
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Claims (2)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff mit Hilfe eines von Wasser ausgehenden chemischen Kreisprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisprozess die Reaktion von Quecksilber mit Bromwasserstoff unter Bildung von Quecksilberbromid und Wasserstoff, die Reaktion den gebildeten Quecksilberbromids mit einem Erdalkalihydroxid unter Bildung von Erdalkalibromid, Quecksilberoxid und Wasser, die Zersetzung des gebildeten Quecksilberoxids in Quecksilber und Sauerstoff und die Hydrolyse des gebildeten Erdalkalibromids unter Bildung von Erdalkalihydroxid und Bromwasserstoff umfasst und dass die Reaktionsprodukte Quecksilber, Bromwasserstoff und ggf. Erdalkalihydroxid wieder in den Kreisprozess zurückgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdalkalihydroxid Calciumhydroxid ist.
MP/Ur - 22 2J6
009837/me
DE19702005015 1969-02-19 1970-01-30 Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff Pending DE2005015A1 (de)

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BE745580A (fr) 1970-07-16
NL6902604A (de) 1970-08-21
AT297658B (de) 1972-04-10
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