《氢能的开发与利用》PPT课件

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1、氢能的开发与利用化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用教学内容氢能的特点氢能的利用途径氢气的制备（重点，难点）氢气的储存（难点）化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用【思考】通过学习，我们知道了氢能是最好的洁净，高效的新型能源，那么为什么可以这样说呢，氢能有什么优点呢？化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用氢能的开发与利用氢能的特点1.安全环保：氢气分子量为2,比空气轻1/14,因此，氢气泄漏于空气中会自动逃离地面，不会形成聚集。而其他燃油燃气均会聚集地面而构成易

2、燃易爆危险。无味无毒，不会造成人体中毒，燃烧产物仅为水，不污染环境。2.高温高能：1kg氢气的热值为34000Kcal,是汽油的三倍。氢氧焰温度高达2800度，高于常规液气。3.热能集中：氢氧焰火焰挺直，热损失小，利用效率高。4.自动再生：氢能来源于水，燃烧后又还原成水。5.催化特性：氢气是活性气体催化剂，可以与空气混合方式加入催化燃烧所有固体，液体、气体燃料。加速反应过程，促进完全燃烧，达到提高焰温、节能减排之功效。6.还原特性：各种原料加氢精炼.7.变温特性：可根据加热物体的熔点实现焰温的调节。8.来

3、源广泛：氢气可由水电解制取，水取之不尽，而且每kg水可制备1860升氢氧燃气。9.即产即用：利用先进的自动控制技术，由氢氧机按照用户设定的按需供气，不贮存气体。10.应用范围广：适合于一切需要燃气的地方。氢能被人们称为理想的“绿色能源”十全十美化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用【思考】目前人类有哪些途径可以来利用氢能呢？？化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用3.氢能的利用途径①氢气燃烧放热（如液态氢作为火箭燃料）②用高压氢气，氧气制作氢氧燃料电池③利用氢的热核反应释放的核

4、能（氢弹）化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用H2OH2、O2用于燃料电池，化学能转化为电能使用催化剂，利用太阳能分解水电解，电能转化为化学能燃烧，释放热能化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用【思考】氢能是一种理想的，极有前途的二级能源，它被人们视为理想的“绿色能源”，大家知道几种产生氢能的方式？这些方式有哪些优点和缺点呢？化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用2.氢能的产生方式1》以天然气，石油和煤为原料，在高温下与水蒸气反应2》电解水制氢气3》利用太阳能分

5、解水制氢气4》利用热化学制氢气5》利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放氢气缺点：消耗大量的电能，成本高4》5》为最佳方式化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用电解水制氢电解水由分别发生在阴极和阳极的两个化学反应组成,如式(1),(2)和(3):Anode:H2O+electricalenergy→0.5O2+2H++2e-(1)Cathode:2H++2e-→H2(2)Overall:H2O+electricalenergy→H2+0.5O2(3)类似的有光解水制氢和其他分解方法！比如

6、TiO2光解水。化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用(3)热化学制氢。这种方法是通过外加高温使水起化学分解反应来获取氢气。到目前为止虽有多种热化学制氢方法，但总效率都不高，仅为20%-50%，而且还有许多工艺问题需要解决。依靠这种方法来大规模制氢还有待进一步研究。化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用①生物转化制氢法：以秸秆为例，秸秆主要由纤维素，半纤维素和木质素通过复杂的方式连接形成，这3种物质的基本成分都是小分子糖类。但由于天然纤维素的结晶结构十分复杂，难以降解，因而很难

7、被微生物所利用。发酵方式采用压力脉动固态发酵法，能够充分利用原料且大大降低废水排放量，在环境保护方面具有极大的优势，为生物质制氢技术开辟了新途径②生物质气化法：将生物质通过热化学转化方式转化为高品位的气体燃气或合成气，产品气主要是H2、CO、少量CO2、水和烃。相对来说，生物质气化技术已比较完善，但存在着制取成本高，气体净化难，副产物多污染环境等缺点，还有待工艺的进一步改进。化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用生物制氢技术现状从国内外生物制氢技术的研究现状看，虽然利用生物产氢目前尚处于研究

8、探索或小规模试产阶段，离大规模工业化生产尚有不小距离。但是，有关这方面的研究进展，展现了利用生物生产清洁燃料氢气的广阔前景。在探索利用生物生产氢气的道路上，需要不断寻找产氢气能力高的各种微生物，深入研究生物产氢的原理和条件，完成天然菌种的人工训化，在此基础上，设计出相应的大规模生产装置系统，推进生物制氢工业化革命的到来.化学与环境工程系0908101唐益宁氢能的开发与利用(1)微生物制氢。利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可