制氫工藝創新發展 氫能成為新的重要能源形式
作者： 2019年11月20日 來源：中國科普網 瀏覽量：
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能源是人類活動的物質基礎，在某種意義上，人類社會的發展離不開優質能源的出現和先進能源技術的使用。 按照能源的發展趨勢預測，氫能將是重要的能源形式。從全球氫能產業發展來看，氫能開發利
能源是人類活動的物質基礎，在某種意義上，人類社會的發展離不開優質能源的出現和先進能源技術的使用。
按照能源的發展趨勢預測，氫能將是重要的能源形式。從全球氫能產業發展來看，氫能開發利用進入商業化應用階段，已在交通、發電、航天等領域實現氫能及燃料電池技術產業化突破，其中燃料電池電堆成本、功率、可靠性、耐久性及環境適應性等指標已達到商業化應用水平。
氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，是二次能源。氫能在21世紀有可能在世界能源舞臺上成為一種舉足輕重的能源，氫的制取、儲存、運輸、應用技術也將成為21世紀備受關注的焦點。氫具有燃燒熱值高的特點，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，可持續發展。
但由于氫是二次能源，需要利用一次能源來生產。以可持續的方式(原料來源豐富、無溫室氣體排放)實現氫的大規模生產是實現氫廣泛利用的前提。因此制氫技術是關鍵，而就目前技術來說，與傳統的化石燃料制氫工藝相比較，水電解制氫和核能制氫受到的關注比較高。
水電解制氫：
將經過提純的水注入通有直流電的電解槽中，水分子在電極上發生電化學反應，分解成氫氣和氧氣，氣體通過調節閥控制輸出，送入儲罐中。水電解制氫的成本在于電能，如果有較便宜的電能，將大幅降低制氫成本。水電解制氫能夠得到高純度的氫氣，將降低后續的使用成本。
核能制氫：
將核反應堆與先進制氫工藝耦合，進行氫的大規模生產。核能制氫具有不產生溫室氣體、以水為原料、高效率、大規模等優點。隨著技術和工藝的不斷發展，核能制氫技術有望成為未來大規模制氫的重要技術選擇。
氫能特點：
(1)所有元素中，氫重量最輕。
(2)所有氣體中，氫氣的導熱性最好，比大多數氣體的導熱系數高出10倍，因此在能源工業中氫是很好的傳熱載體。
(3)氫是自然界存在最普遍的元素，據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貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質。
(4)除核燃料外氫的發熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。
(5)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。
(6)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境，而且燃燒生成的水還可繼續制氫，反復循環使用。
(7)氫能利用形式多，既可以通過燃燒產生熱能，在熱力發動機中產生機械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉換成固態氫用作結構材料。
(8)氫可以以氣態、液態或固態的氫化物出現，能適應貯運及各種應用環境的不同要求。
氫能被視作未來的理想替代能源。從長遠來看，可以在高碳排放的工業和電力領域替代煤炭、天然氣等化石燃料，特別是在交通領域，氫能燃料電池在替代燃料與零排放方面具有無可比擬的優勢。但目前，這都需要我們在對其工藝過程不斷研究創新，相信不久的將來，我們都能用上干凈清潔的氫能。
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標簽：制氫工藝
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