氫能源——未來理想的新能源第一頁第二頁，共21頁。第二頁第三頁，共21頁。氫能的開發與利用

1.安全環保2.高溫高能3.熱能集中4.自動再生

5.催化特性

6.還原特性7.變溫特性8.來源廣泛9.即產即用10.應用范圍廣十全十美第三頁第四頁，共21頁。氫能源--未來理想的新能源氫能的優勢:

①資源豐富。氫的制取原料可以是水，地球上儲存的水資源較為豐富，并且在較長的時間內不受限制。污染較小。氫燃燒后的產物是水，對環境的污染較小，而且不會破壞水的自然循環。最直接的好處就是如果有一天地球上全部使用氫能源，則諸如溫室效應、酸雨、厄爾尼諾現象都會消失。氫燃燒速度快，熱值大〔⊿H（298.15K）=-286kJ／mol〕。根據這一點，氫可以作為很好的動力能源。實驗證明，氫的燃燒效率比汽油高45%以上。氫能能夠存儲，而電是很難存儲的。氫能應用范圍廣，適應性強，例如通過氫還原的方式可以直接煉鋼和制取甲烷。

②③④⑤第四頁第五頁，共21頁。電解水制氫水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料制氫過程是氫與氧燃燒生成水的逆過程，因此只要提供一定形式一定能量，則可使水分解。提供電能使水分解制得氫氣的效率一般在75-85％，其工藝過程簡單，無污染，但消耗電量大，因此其應用受到一定的限制。利用電網峰谷差電解水制氫，作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富，利用水電發電，電解水制氫有其發展前景。太陽能取之不盡，其中利用光電制氫的方法即稱為太陽能氫能系統，國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉換能量效率的提高，成本的降低及使用壽命的延長，其用于制氫的前景不可估量。同時，太陽能、風能及海洋能等也可通過電制得氫氣并用氫作為中間載能體來調節，貯存轉化能量，使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電系統在低谷時富余電能也可用于電解水制氫，達到儲能的目的。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計，但均為小型電解制氫設備，其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應用的逐步擴大，水電解制氫方法必將得到發展。第五頁第六頁，共21頁。氫能源--未來理想的新能源光解水制氫系統水解制氫設備第六頁第七頁，共21頁。礦物燃料制氫以煤、石油及天然氣為原料制取氫氣是當今制取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝，并建有工業生產裝置。煤為原料制取氫氣在我國能源結構中，在今后相當長一段時間內，煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環境的污染是需不斷研究的課題，將煤炭轉化為氫是其途徑之一。第七頁第八頁，共21頁。以煤為原料制取含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱高溫干餾）二是煤的氣化。第八頁第九頁，共21頁。氫能源--未來理想的新能源焦爐煤氣變壓吸附制氫裝置

未來型能源廠房第九頁第十頁，共21頁。以天然氣或輕質油為原料制取氫氣該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應轉化制得氫氣。主要發生下述反應：CH4＋H2O→CO＋H2CO＋H2O→COZ＋HZCnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）第十頁第十一頁，共21頁。以重油為原料部分氧化法制取氫氣重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工后的燃料油，重油與水蒸汽及氧氣反應制得含氫氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。該法生產的氫氣產物成本中，原料費約占三分之一，而重油價格較低，故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置，用于制取合成氫的原料。第十一頁第十二頁，共21頁。生物質制氫生物質資源豐富，是重要的可再生能源。生物質可通過氣化和微生物制氫。生物質氣化制氫將生物質原料如薪柴、麥秸、稻草等壓制成型，在氣化爐（或裂解爐）中進行氣化或裂解反應可制得含氫燃料。我國在生物質氣化技術領域的研究已取得一定成果，在國外，由于轉化技術的提高，生物質氣化已能大規模生產水煤氣，其氫氣含量大大提高。微生物制氫微生物制氫技術亦受人們的關注。利用微生物在常溫常壓下進行酶催反應可制得氫氣。生物質產氫主要有化能營養微生物產氫和光合微生物產氫兩種。屬于化能營養微生物的是各種發酵類型的一些嚴格厭氧菌和兼性厭氧菌）發酵微生物放氫的原始基質是各種碳水化合物、蛋白質等。目前已有利用碳水化合物發酵制氫的專利，并利用所產生的氫氣作為發電的能源。光合微生物如微型藻類和光合作用細菌的產氫過程與光合作用相聯系，稱光合產氫。第十二頁第十三頁，共21頁。氫能源--未來理想的新能源氫能的應用

氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新能源，主要有以下三種利用方式：1、利用氫和氧化劑發生反應釋放出熱能，如在熱力發動機中燃料產生機械功；2、利用氫和氧化劑在催化劑作用下獲取電能，如通過燃料電池進行化學反應直接生產電能；3、利用氫的熱核反應釋放出核能，如氫彈就是利用了氫的熱核反應釋放出的核能，是氫能的一種特殊應用。利用舉例：燃料電池、利用氫能上天、氫能汽車、氫能燃料發電、生活用氫等第十三頁第十四頁，共21頁。氫能的開發與利用北京奧運會期間的氫能源公交車第十四頁第十五頁，共21頁。.氫能的利用途徑①氫氣燃燒放熱（如液態氫作為火箭燃料）②用高壓氫氣，氧氣制作氫氧燃料電池③利用氫的熱核反應釋放的核能（氫彈）第十五頁第十六頁，共21頁。碳納米管儲氫材料第十六頁第十七頁，共21頁。氫能源--未來理想的新能源應用氫能汽車加氫

奔馳2009新款燃料電池巴士瑞士氫燃料電池市政清掃車ENV氫燃料電池摩托車

質子交換膜型燃料電池氫能源第十七頁第十八頁，共21頁。氫能源--未來理想的新能源當前的能源危機：天然氣儲備估計在131800~152900兆立方米。年開采量維持在2300兆立方米，將在50年內枯竭。

煤的儲量約為5600億噸。1995年煤炭開采量為33億噸，可以供應160年。鈾的年開采量目前為每年6萬噸，根據1993年世界能源委員會的估計可維持到21世紀30年代中期。核聚變到2050年還沒有實現的希望。按石油儲量的綜合估算，可支配的化石能源的極限，大約為1180~1510億噸，石油儲量大約在2050年左右宣告枯竭。

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