現(xiàn)代化學(xué)與能源-資料下載頁(yè)
2025-01-02 07:36本頁(yè)面
【正文】 這個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，需要外部輸入熱量，反應(yīng)溫度大約 700℃ ～ 850℃ ，反應(yīng)壓力為 3 105 Pa～ 105Pa。 反應(yīng)產(chǎn)物合成氣被輸入到下一級(jí)水氣置換反應(yīng)器 ，經(jīng)過水氣置換反應(yīng)，將 CO轉(zhuǎn)化為 H2，提高了氫的產(chǎn)量。 CO + H2O = H2 + CO2 重整制氫的能量轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到 75 %～80 %，經(jīng)濟(jì)有效，如果將余熱回收利用，效率可達(dá) 85%以上 部分氧化制氫是將碳?xì)浠衔锊糠盅趸蒀O和氫的工藝。 2CH4 + O2=4H2 +2CO 加入催化劑，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率會(huì)大大提高。反應(yīng)產(chǎn)物合成氣也和重整制氫一樣，需要進(jìn)行水氣置換反應(yīng)，以提高 H2 的產(chǎn)量。最后再經(jīng)過分離提純，得到可以用于交通工具的燃料。由于這個(gè)生產(chǎn)過程中也有 CO2的排放，所以也是通向環(huán)保制氫的過渡。 利用煤和生物質(zhì)等氣化制氫是將這些物質(zhì)在高溫下裂解成合成氣后進(jìn)行水氣轉(zhuǎn)換等過程，提高氫的成分，最后經(jīng)過凈化處理得到燃料氫。其中煤的氣化制氫是目前廣泛使用的制氫技術(shù)。 （ 2）電解水制氫工藝 該反應(yīng)只要對(duì)電解槽通入直流電即可進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單，效率較高 ，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了多種電解槽，如堿性電解槽、質(zhì)子交換膜電解槽和固體氧化物電解槽等。 用太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能電解水是制氫的一條具有十分誘人前景的途徑。 人工光合作用的研究為太陽(yáng)能制氫提供了另外一條途徑。光合作用的核心是由太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)將水分子裂解為氧氣、氫離子和電子。植物通過還原碳元素的形式將太陽(yáng)能固定下來(lái)，能否不要將太陽(yáng)能固定在碳元素中得到利用呢？人工光合作用將使這種想法成為可能，它完全拋棄了植物載體，只利用光合作用的原理，通過光裂解水分子，直接提取氫氣。 拆開水分子所需要的能量足以摧毀任何生物分子，然而植物每天都在進(jìn)行著這個(gè)反應(yīng)而沒有任何不良后果。 秘密存在于催化核心的結(jié)構(gòu)中。植物進(jìn)行光合作用離不開葉綠素，而葉綠素中對(duì)光合作用起關(guān)鍵作用的就是催化核心。催化核心是由 4個(gè)錳離子、 1個(gè)鈣離子、 4個(gè)氧原子和至少 2個(gè)水分子組成的，其中 3個(gè)錳離子、 1個(gè)鈣離子和 4個(gè)氧組成一個(gè)扭曲立方體，錳離子和鈣離子通過氧原子相連接。第四個(gè)錳離子位于立方體的外部，結(jié)合著 1個(gè)水分子。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于了解和復(fù)制水裂解化學(xué)過程具有重要意義。 氫氣的儲(chǔ)存 類 型 典型技術(shù) 體積密度 重量密度 備 注 物理 方法 液態(tài)氫 71/37 g/l ~5wt% 20K,能耗大 高壓氫 39/24 g/l ~% RT,70MPa 大比表吸附劑 ~1wt% 80K 納米碳管 2wt% 可逆存放量 化學(xué) 方法 金屬氫化物 100 g/l 2wt% 可實(shí)用速度吸 \放氫量 有機(jī)液體 ~50 g/l ~7wt% 苯理論量 其他含氫物質(zhì) 63/22 g/l 4wt% 30%NaBH4溶液 ? 硼氫化合物 熱分解制氫 —— NH3BH LiBH4等 水分解制氫 —— NaBH4（ SBH）等 ? BN納米結(jié)構(gòu)材料 ? 硼促進(jìn)貯氫材料 含硼貯氫材料 硼氫化物 氫含量 wt% 研究者 formula reaction LiBH4 Zutel et al. NaBH4 Millennium Cell et al. NH3BH3 Wolf et al. NH4BH4 Unstable 20℃ Al(BH4)3 Potential chemical substance for H2 storage Mg(BH4)2 LiAlH2(BH4)2 硼氫化合物貯氫 CCC453... ...... .... ...21200... .... ...22108... ..... .... ...222224244。HBLiHLiBHHxLiBHLiBHHxLiBHLiBHxx??????????Prof. A. Zuttel, Switzerland Univ Fribourg 450℃ 左右可以獲得 wt% H2 LiBH4分解制氫 244 4 HBNL iFL iBHFNH ????強(qiáng)放熱反應(yīng) 可以獲得 wt% H2 LiBH4分解制氫 233 3 HBNBHNH ??120℃ 300℃ wt% H2 不足 : NH3BH3制備成本偏高 NH3BN3分解制氫 B99N99 C186 nanotubes Atomic structure models BN納米結(jié)構(gòu)貯氫 近年來(lái)，大量的研究集中在納米碳管儲(chǔ)氫方面，主要是人們認(rèn)為納米碳管的儲(chǔ)氫容量高，理論上可達(dá) 10%。 氫能的利用 謝謝大家！ 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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