氢能:优点有哪些?其制取途径有哪些?如何贮存和运输?阐述氢能没被大规模利用的原因?

85 2024-08-10 00:04

一、氢能:优点有哪些?其制取途径有哪些?如何贮存和运输?阐述氢能没被大规模利用的原因?

氢的燃烧热值高,每千克氢燃烧后的热量,约为汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源。资源丰富,氢气可以由水制取,而水是地球上最为丰富的资源。是水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的

逆过程,因此只要提供一定形式一定能量,则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在

75-85%,其工艺过程简单,无污染,但消耗电量大,因此其应用受到一定的限制。

氢的贮存有三种

方法:高压气态贮存;低温液氢贮存;金属氢化物贮存。

氢虽然有很好的可运输性,但不论是气态氢还是液氢,它们在使用过程中都存在在着不可忽视的

特殊问题,首先,由于氢特别轻,与其他燃料相比在运输和使用过程中单位能量所占的体积特别大,即使液态氢也是如此。其次,氢特别容易泄漏,以氢作燃料的汽车行驶试验证明,即使是真空密封的氢燃料箱,每24h的泄漏率就达2%,而汽油一般一个月才泄漏1%,因此对贮氢容器和输氢管道、接头、阀门都要采取特殊的密封措施。第三,液氢的温度极低,只要有一点滴掉在皮肤上就会发生严重的冻伤,因此在运输和使用过程中应特别注意采取各种安全措施。

二、关于合理利用化石燃料的所有!!

当化石燃料危机以及由此带来的环境危机越来越成为关系国计民生和人类未来的重要问题的时候,一个全新的“氢能经济”的蓝图正在逐步形成。

氢能是一种完全清洁的新能源和可再生能源。它是利用化石燃料、核能和可再生能源等来生产氢气,氢气可直接用作燃料,也可通过燃料电池通过电化学反应直接转换成电能,用于发电及交通运输等,还可用作各种能源的中间载体。氢作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中时,具有高效率、高效益的特点,而且氢反应的产物是水和热,是真正意义上的清洁能源和可持续能源,这对能源可持续性利用、环境保护、降低空气污染与大气温室效应方面将产生革命性的影响。氢可作为一种储备的能源,如果利用丰富的过剩电能实现电解水制氢,可以建独立的氢供应站,不必区域联网。因此,氢与可再生一次能源相结合可以满足未来能源的所有需求。目前,以美国为

代表的世界各国正以前所未有的速度和力度加强对氢能和燃料

(a) 不可持续能源系统 (b)可持续能源系统

图1 可持续和不可持续能源系统示意图

电池的研发,积极建构一个“氢能经济”的未来。需要指出的是,氢能不是“一次能源”。目前,氢的制备技术一般分两种:一种是以煤炭、石油、天然气等碳氢化合物为原料,采用蒸汽重整法制备。这种方式有利于解决现有城市环境污染问题,将污染源集中处理,但这种方式不能实现未来能源的可持续发展。另一种则是利用太阳能、水能等可再生能源,从水、生物质来大量制备。这种制备技术才能从真正意义上实现能源的可持续发展。

三、氢能源怎么运用到基站建设当中?

氢能源在基站中的用途无非是电能,现在一般都是蓄电池UPS的形式

氢—氢燃料电池可以把氢能直接转化成电能,使氢能的利用更为方便。目前,这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到使用,效果不错。当然,由于成本较高,一时还难以普遍使用。

四、氢能源有哪些特点

(1)氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。

(2)氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。

(3)氢能利用形式多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造现在的内燃机稍加改装即可使用。

(4)氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。由以上特点可以看出氢是一种理想的新的含能体能源,但是要利用氢能必须制备氢能和储运氢能,氢的规模制备是氢能应用的基础,氢的规模储运是氢能应用的关键,氢燃料电池汽车是氢能应用的主要途径和最佳表现形式,三方面只有有机结合才能使氢能迅速走向实用化,目前国内外主要从事氢的规模制备和氢的规模储运的开发研究,并取得了一定的进展

五、什么是氢能?

氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能,氢在地球上主要以化合态的形式出现,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,二次能源。工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等,但这些反应消耗的能量都大于其产生的能量。

前景

氢是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,因此氢能被称为人类的终极能源。水是氢的大“仓库”,如把海水中的氢全部提取出来,将是地球上所有化石燃料热量的9000 倍。氢的燃烧效率非常高,只要在汽油中加入4% 的氢气,就可使内燃机节油40%。美国政府已明确提出氢计划,宣布今后4年政府将拨款17亿美元支持氢能开发。美国计划到2040年美国每天将减少使用1100万桶石油,这个数字正是现在美国每天的石油进口量。

氢能 【hydrogen energy】 通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能,氢在地球上主要以化合态的形式出现,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得,因此是二次能源。工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等。全球对氢能的研发仍处于实验阶段。

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