氢能作为一种高热值、 无污染的清洁能源日渐受到国内外专家学者的追捧。 微波液相放电技术在醇类中制氢具有光明的研究前景, 为氢能的研究开发开辟了一条新的途径。 通过对乙醇制氢发射光谱分析, 有利于分析微波液相放电醇类制氢机理的探讨, 为进一步改进微波液相放电制氢技术奠定基础。 本文采用2.45 GHz频率微波在液相醇类中放电实现了微波液相等离子体制氢, 并借助发射光谱仪对微波液相放电乙醇制氢光谱特性进行了研究。 研究结果显示: 微波液相放电乙醇制氢过程中, 能产生大量的H, O, OH, CH, C2等活性粒子; 乙醇放电光谱中OH自由基、 H自由基和O自由基的光谱强度要远大于纯水中OH自由基、 H自由基和O自由基的光谱强度; 高能粒子打开水分子中的O—H键, 脱氢制氢的过程较乙醇分子难度要大, 因此在微波乙醇放电制氢过程中, 氢气的来源主要是乙醇分子的脱氢重组, 水分解产氢的贡献度较低; 在外界压力与温度一定的条件下, OH, H, O自由基的发射光谱强度随着功率的增加显著增强, 而CH和C2活性粒子发射光谱强度则出现减弱趋势, 这表明较大的微波功率不仅使产生的高能粒子的能量增加, 同时高能粒子的密度也有所增加, 导致较多的CH和C2基团被充分碰撞打开。

为了研究微波液相放电等离子体的基本物理现象和放电特性, 为微波液相放电技术奠定一定的理论基础, 利用发射光谱仪对水中微波液相放电及放电中产生的活性粒子进行了检测, 同时对微波液相放电光谱数据统计方法进行了研究。 利用发射光谱仪结合数控摄像机对微波液相放电过程中起始放电和稳定放电两个过程进行了同步检测拍摄。 实验结果发现: 微波液相等离子体发射光谱强度波动较大, 光谱强度可以用10个光谱数据点进行平均计算; 放电的强度在一定程度上可以由等离子体区域面积所反映, 尽管如此, 等离子体区域面积和羟基自由基发射光谱强度的变化梯度并不一致, 这主要是因为在放电过程中, 放电强度不仅体现在等离子体区域面积, 同时也与等离子体区域的亮度有关。