可再生能源發(fā)電技術(shù)8-氫能與燃料電池(1)(編輯修改稿)
2025-06-19 21:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 水分解制 氫 我國的氫氣生產(chǎn)，除了用 化石燃料 以外，其余的主要都通過 水電解法 生產(chǎn)。不產(chǎn)生溫室氣體，但是生產(chǎn)成本較高。 趣聞： 神秘的海面大火（發(fā)光細(xì)菌、可燃?xì)怏w、氫氧分離） 氫能與燃料電池 （ 1）生物質(zhì)氣化制氫 將生物質(zhì)原料 壓制成型 ，在 氣化爐 （或裂解爐）中進(jìn)行反應(yīng)制得 含氫的混合燃料氣 。 其中的碳?xì)浠衔镌倥c水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成 H2 和 CO2（同天然氣制氫） 。 生物制 氫 氫能與燃料電池 （ 2）微生物制氫 在常溫常壓下利用 微生物 進(jìn)行 酶催化 反應(yīng)制得氫氣。 用于制氫的微生物有兩大類： －光合細(xì)菌 或藻類， 在光照作用下使有機(jī)酸分解出 H2和 CO2； －厭氧菌 ，利用碳水化合物及蛋白質(zhì)等， 發(fā)酵產(chǎn)生 H CO2和有機(jī)酸。 江河湖海中的某些藻類、細(xì)菌，有這種功能。 生物制 氫 氫能與燃料電池 （ 1）間接制氫 太陽能間接制氫法主要是 太陽能發(fā)電 ＋ 電解水制氫 。 未來 規(guī)模化 制氫最具有吸引力且最具現(xiàn)實(shí)意義的途徑。 太陽能制 氫 （ 2）直接制氫 （兩種方法） 熱分解法 ， 用 太陽能 直接 裂解水 ，得到氫和氧。須將水加熱至很高溫度，反應(yīng)才有實(shí)際應(yīng)用的可能，困難較大。 光分解法 ， 光量子 可使水等含氫化合物分子中氫鍵斷裂，效率較低。 氫能與燃料電池 氫的儲存 氫能的儲存很關(guān)鍵，是目前氫能開發(fā)的主要技術(shù)障礙。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 氫的密度 是 空氣的 1/， 氫氣 很難高密度 儲存。 而且，氫還是 易燃 、 易爆 的高能燃料。 氫能與燃料電池 安全性 最重要，不過在設(shè)計(jì)時都會充分考慮，并且在使用中多能夠滿足。 單位質(zhì)量儲氫密度 ，即 儲氫質(zhì)量 與整個 儲氫單元 的 質(zhì)量之比 ，是衡量氫氣儲運(yùn)技術(shù)是否先進(jìn)的主要指標(biāo)。 對儲氫系統(tǒng)的要求 儲氫設(shè)備 使用的方便性 也是很重要的要求，例如充放氫氣的時間、使用的環(huán)境溫度等。 氫能與燃料電池 可以像天然氣一樣用 密封罐 低壓儲存，不過因氫氣密度太低，只 適合大規(guī)模儲存 ，應(yīng)用不多。 一般將氫氣壓縮到 15~40MPa高壓 ，裝入鋼瓶中儲存和運(yùn)輸。 氫氣的儲存 新型復(fù)合高壓氫氣瓶 （耐壓 35MPa）儲氫密度可達(dá) 2%。 高壓儲氫 動態(tài)響應(yīng)最好，能瞬間通斷，實(shí)際使用最廣泛。 不過 有安全隱患 。 氫能與燃料電池 氫氣在 ℃ 低溫下可以變?yōu)橐后w。液體的氫可以儲存在絕熱的低溫容器中。 液氫的 單位體積含能量很高 ，比高壓氣態(tài)儲存高好幾倍。 液氫的理論體積密度只有 70kg/m3。考慮容器和附件的體積，儲氫密度 還遠(yuǎn)達(dá)不到這一數(shù)值。 液氫儲運(yùn)的最大 優(yōu)點(diǎn) 是 質(zhì)量儲氫密度高 ，目前可做到 5%以上，存在的 問題 是 蒸發(fā)損失 與 成本 問題。 液 氫的儲存 大的液氫儲罐存在 熱分層問題 。因此，大的儲罐都備有緩慢的攪拌裝置 以 阻止熱分層 。 氫能與燃料電池 某些金屬 具有 捕捉氫的能力 ，在一定的溫度和壓力條件下，能大量“吸收”氫氣，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成 金屬氫化物 。 需要用氫時，可將這些金屬氫化物 加熱 ，使其 分解 ，將儲存在其中的 氫釋放 出來。 金屬氫化物的 儲氫容量較大 ，相同溫度、壓力，體積儲氫密度是氫氣的 1000倍
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