新能源材料論文新能源材料以及應用-文庫吧
2025-12-18 16:21 本頁面
【正文】 備還不成熟，儲氫材料的研究大多仍處于實驗室的探索階 段。氫能源的制備應主要集中在生物制氫這一方面，其他制氫方法，是不可持續(xù)的，不符合科學發(fā)展的要求。生物制氫中的微生物制氫需要基因工程同化學工程的有機結合，這樣才能充分利用現(xiàn)有科技盡快開發(fā)出符合要求的產氫生物。生物質制氫需要技術的不斷改進和大力推廣，這些都是一個艱難的過程。氫氣的儲存主要集中在新材料的發(fā)現(xiàn)方面，對材料的規(guī)?；蚬I(yè)制備還未及考慮，對不同儲氫材料的儲氫機理也有待于進一步研究。另外，因為每一種儲氫材料都有其優(yōu)缺點，且大部分儲氫材料的性能都有加合性的特點，而單一的儲氫材料的性質也較多地為人們所認識。因 此認為，應該研制出集多種單一儲氫材料儲氫優(yōu)點于一體的復合儲氫材料是未來儲氫材料發(fā)展的一 方向。 氫能利用方面很多，有的已經實現(xiàn)，有的人們正在努力追求。 氫位于元素周期表之首，它的原子序數(shù)為 1，在常溫常壓下為氣態(tài)，在超低溫高壓下又可成為液態(tài)。作為能源，氫有以下特點：氫是自估計它構成了宇宙質量的 75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水 1 2 級 新 能 源 概 論 課 程 論 文 第 3 頁 共 9 頁 是地球上最廣泛的物質。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量 還大 9000 倍。所有元素中，氫重量最輕。在標準狀態(tài)下，它的密度為 。在 176。C 時，可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個大氣壓 ，液氫就可變?yōu)楣腆w氫 ， 除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為 142,351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的 3 倍。所有氣體中，氫氣的導熱性最好，比大多數(shù)氣體的導熱系數(shù)高出 10 倍，因此在能源工業(yè)中氫是極好 。 氫燃燒性能好，點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快。氫能利用形式多，既可以通過燃燒產生熱能，在熱力發(fā)動機中產生機械功，又 可以作為能源材料用于燃料電池，或轉換成固態(tài)氫用作結構材料。用氫代替煤和石油，不需對現(xiàn)有 的技術裝備作重大的改造現(xiàn)在的內燃機稍加改裝 。 氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的氫化物出現(xiàn)，能適應貯運及各種應用環(huán)境的不同要求。氫本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氨氣外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質，少量的氨氣經過適當處理也不會污染環(huán)境巨，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復循環(huán)使用。由以上特點可以看出氫是一種理想的新的含能體能源。目前液氫已廣泛用作航天動力的燃 料，但氫能的大規(guī)模的商業(yè)應用還有待解決以下關鍵問題：廉價的制氫技術：因為氫是一種二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氫效率 很低，因此尋求大規(guī)模的廉價的制氫技術是各國科學家共同關心的問題 。 安全可靠的貯氫和輸氫方法 由于氫易氣化、著火、爆炸，因此如何妥善解決氫能的貯存和運輸問題也就成為開發(fā)氫能的關鍵。許多科學家認為，氫能在二十一世紀有可能在世界能源舞臺上成為一種舉足輕重的二次能源。氫能是一種二次能源，因為它是通過一定的方法利用其它能源制取的，而不象煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采。在自然界中 ，氫易和氧結合成水，必須用電分解的方法把氫從水中分離出來。如果用煤、石油和天然氣等燃燒所產生的熱轉換成的電支分解水制氫，那顯然是劃不來的?，F(xiàn)在看來，高效率的制氫的基本途徑，是利用太陽能。如果能用太陽能來制氫，那就等于把無窮無盡的、分散的太陽能轉變成了高度集中的干凈能源了，其意義十分重大。目前利用太陽能分解水制氫的方法有太陽能熱分解水制氫、太陽能發(fā)電電解 1 2 級 新 能 源 概 論 課 程 論 文 第 4 頁 共 9 頁 水制氫、陽光催化光解水制氫、太陽能生物制氫等等。利用太陽能制氫有重大的現(xiàn)實意義，但這卻是一個十分困 難的研究課題，有大量的理論問題和工程技術問
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