淺談氫能發(fā)電的發(fā)展趨勢和存在問題-全文預覽
【正文】 池城市客車，它們的關鍵技術指標優(yōu)于國際主流車型，而造價只有國外平均水平的1／4，累計運行里程已超5萬公里，引起了國內外的廣泛關注?？萍疾繌?001年開始組織實施以燃料電池汽車研發(fā)為重要內容的―電動汽車重大科技專項‖[27]，作為―十五‖的12個國家重大科技專項之一，國家投入近9億元。金屬氫化物的出現為氫的儲存、運輸及利用開辟一條新的途徑[25]。儲氫技術：目前，氫的儲存方法主要有以下幾種：常壓儲氫，高壓儲氫，液氫儲氫，金屬氫化物儲氫及吸附儲氫等[24]。中科院感光化學研究所承擔了―九五‖科技攻關項目―制氫技術的中試研究‖。此外，由中科院山西煤炭化學研究所開發(fā)的―甲醇重整制氫技術‖已投入生產實際應用，目前最大規(guī)模為360這些制氫方法在工藝上都比較成熟，但是由化石能源和電力來換取氫能，在經濟上和資源利用上并不合適。將氫作為能源載體和新的能源系統(tǒng)進行開發(fā)，是70年代的事。日本于1993年啟動了二個項目，計劃到2020年投入30億美元，構建一個環(huán)球能源網絡[11]，用于氫能源的有效供給、輸送與利用，將500萬輛燃料電池車投入市場，近期將建成2000多個加氫站167。目前世界各國推出的燃料電池動力車及可用于手提電腦、播放器、手機的小型燃料電池等利用氫能的產品已經非常多[6]。不過，由于氫能在制備儲存等方面的局限使氫能商業(yè)化進展仍然很慢，即使對發(fā)達國家而言，雖然氫能的技術條件已經成熟，但仍處于示范階段。.綜上所述，制氫的方法確實是很多的。第一臺葉綠體制氫裝置于1973年在美國問世，1 mg葉綠體可產出15 μL氫氣。有些科學家提出培育“氫樹”的設想，想從高等植物那里取得氫燃料。這樣的細菌也已經找到了十幾種。已知產氫的化能異養(yǎng)菌有30多種，它們能夠發(fā)酵糖類、醇類、有機酸等有機物，吸收其中的一部分化學能來滿足生命活動的需要，同時把另一部分能量以氫氣的形式釋放出來。 表3是以焦煤、橄欖殼以及向日葵桿為原料進行的水蒸氣催化氣化實驗結果。國外對生物質的水蒸氣催化氣化進行了實驗研究，其單位kg生物質產氫率從3080g不等。目前產生等離子的手段有很多，如聚集爐，極光束，閃光管，微波等離子以及電弧等離子等。中國科學院廣州能源所多年來進行了生物質氣化技術的研究，其氣化產物中氫氣約占10%,熱值達11MJ/m3。日前主要采用的分離方法有：金屬氫化物分離法；變壓吸附法；低溫分離法；鈀合金薄膜擴散法；聚合物薄膜擴散法等。生物質氣化。（6）生物質制氫。據報道，最近日本制成了一種高效催化劑，是把氧化鈦、氧化釕和鉑粘著在一起，做成顆粒直徑只有1Mr的灰色粉末。光敏劑捕獲太陽能而呈激發(fā)態(tài)；起橋梁作用的中繼物從光敏劑的激發(fā)態(tài)得到電子，然后迅速同水進行電子交換，還原水而得氫氣。這就使氫燃料的商品化生產有了可能。專家們認為，～ eV的半導體，它們可以吸收差不多整個波長范圍內的太陽光。現在世界上已經有了強大的太陽能高溫爐，聚焦溫度高達4 000 ℃，這樣高的溫度，用于直接熱分解水或分步的熱化學法制氫都是可能的。熱化學法制氫仍舊需要熱。這其實也是一種加熱直接分解水的方法，不過不是單純依靠加熱硬把氫、氧一步分開，而是通過某些化學藥品（如二氧化硫、硫酸和硫酸鉍）與水反應，分幾步把水分解制得氫氣，形成一個熱化學循環(huán)，所以又叫做分步反應分解水制氫法。只有在電力供應充裕、電價低廉（如有大量低價的水力發(fā)電或核動力發(fā)電）的情況下，電解水制氫才有可能煥發(fā)青春，為大規(guī)模生產氫燃料作出新貢獻。電解（2）電解水法。把碳氫化合物，如甲烷（存在于天然氣、煉廠氣中）高溫裂解，可制得炭黑和氫氣，高溫裂解CH4 ========== C + 2H2 在鎳催化劑存在下，把一些碳氫化合物，如甲烷跟水蒸氣在800~ 9000C時起反應，制得氫氣和一氧化碳的混合氣體，[Ni]800~ 9000CCH4＋H2O ========= CO+3H2再把一氧化碳轉成二氧化碳（應用水煤氣轉化法），并使之加壓溶解于水，遂獲得氫氣。①煤的焦化，即將煤通過高溫干餾生產焦炭，同時得到一種氣體產品──煉焦煤氣，從煉焦煤氣可以制得氫氣。比方說，必須加熱到攝氏二、三千攝氏度的高溫，才能把水分解成氫氣和氧氣。 氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現，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，除生成水和少量氮化氫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，少量的氮化氫經過適當處理也不會污染環(huán)境。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90O0倍。C時，可成為液體，若將壓力增大到數百個大氣壓，液氫就可變?yōu)楣虘B(tài)氫。氫能在其它領域的應用 12第五章 氫能開發(fā)面臨的問題 14第六章 總結 15參考文獻 16第一章 氫能的介紹167。氫的直接燃燒利用 11167。 3第三章 氫能的特點 1第二章 氫能開發(fā)與利用的現狀 3167。國外發(fā)展概況 9167。在標準狀態(tài)下，；176。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，而水是地球上最廣泛的物質。而且燃點高，燃燒速度快。用氫代替煤和石油，不需對現有的技術裝備作重大的改造，現在的內燃機稍加改裝即可使用。因為水分子中氫和氧的結合非常牢固，要把它們分開，需花費很大的力氣。（1）礦物燃料制氫是利用化學方法將礦物中的氫元素提取出來的方法。水蒸氣通過熾熱的煤層制得水煤氣， 10000CC＋H2O ====== CO＋H2↑ Q然后把水煤氣跟水蒸氣混合，以氧化鐵等為催化劑，在500~ 5500C使水煤氣中的一氧化碳轉化為二氧化碳，500~ 5500CCO＋H2O ========== CO2+H2+Q再把混合氣體加壓、水洗使二氧化碳溶于水，即分離出氫氣
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