新型含能体能源：氢能及储氢技术的进展

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1、新型含能体能源：氢能及储氢技术的最新进展论文关键词：氢能制氢技术储氢技术论文摘要：氢能是21世纪解决化石能源危机和缓解环境污染问题的绿色能源。实现氢能的利用，氢的储运是目前要解决的关键问题。文章综述了氢气制备技术和储备技术的最新研究进展，并探讨了制氢与储氢技术的关键问题。最后对进一步的研究进展进行展望，提出了可供研究的课题方向。0引言资源减少、能源短缺、环境污染日益严重。为了我国经济可持续发展的战略国策，寻找洁净的新能源和可再生能源来替代化石能源己经迫在眉睫。氢能以其热值高、无污染、来源丰富等优点，越来越受到人们的重视，被称为21世纪

2、的理想能源。是人类能够从自然界获取的、储量非常丰富而且高效的含能体能源。作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值：氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；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；氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。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

3、术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中氢是极好的传热载体。所以，研宄利用氢能己成为国内外学者研宄的热点［1、2、3、4］。1国内外氢能发展状况XX年11月19-21日在美国首都华盛顿欧米尼•西海姆大酒店举行“国际氢能经济合作伙伴组织”［ThelnternationaIPartnershipForTheHydrogenEconomy(IPHE)］成立大会，共有澳大利亚、巴西、加拿大、中国、法国、德国、冰岛、印度、意大利、日本、韩国、俄罗斯、英国、美国

4、和欧盟的政府代表团及工商业界代表数百人出席会议。IPHE是一种新的氢能国际合作关系，这种合作将支持未来的氢能和电动汽车技术，建设一个安全、有效和经济的世界范围的氢能生产、储存、运输、分配和使用设施的大系统。氢能作为解决当前人类所面临困境的新能源而成为各国大力研宄的对象。氢能广泛应用的关键，在于研制出成本低的制氢技术。目前，氢能利用技术开发己在世界主要发达国家和发展中国家启动，并取得不同程度的成果。美国已研制成功世界上第一辆以氢为燃料的汽车，可将60%-80%的氢能转换成动能，其能量转换率比普通内燃机高一倍。1989年，美国太平洋能源公

5、司发明了能大量生产廉价氢燃料的新技术。可用于水分解的一种化学催化剂。用这种方法分解出来的氢成本很低，因而成为世界上最便宜的燃料［1一3,6］。欧盟(EU)也加紧对氢能的开发利用。在XX-XX年欧盟第6个框架研宄计划中，对氢能和燃料电池研究的投资为2,500万-3,000万欧元，比上一个框架计划提高了1倍。北欧国家XX年成立了“北欧能源研究机构”，通过生物制氢系统分析，提高生物生产氢能力。XX年7月，德国宝马(BMW)汽车公司推出了一款新型氢燃料汽车，充分利用了氢不会造成空气污染和可产生强大动力的两大优点。该车时速最高可达226km/h

6、，行驶极限可达400km/ho日本研究氢能比较早，目前燃料电池是日本氢能的主要发展方向。日本政府为促进氢能实用化和普及，进一步完善了汽车燃料供给制，全国各地建造了不少“加氢站”，现在已有近百辆燃料电池车已经取得牌照上路，计划到2030年将发展到1500万辆［1一6］。对我国来说，能源建设战略是国民经济发展之重点战略，我国化石能源探明可采储量中煤炭、石油、天然气分别占世界储量的％，％,%。人均煤炭为世界平均值的1/2,石油仅为1/10左右，我国人口众多，人均资源严重不足。因此，寻找新的洁净能源对我国的可持续发展具有特别重要的意义。2储氢

7、技术发展状况2.1氢气的制备技术进展目前制氢的主要方法现代工业能制取的方法很多。如表1所示。表1获取氢气的方法(methodsofacquirehydrogen)序号方法举例1轻金属与酸碱反应2Na+2H20—2NaOH+H2t2Al+2Na0H+2H20—2NaA102+3H2t2天然气分解制氢CH4+H20—C0+3H23水煤气法制氢H20+C—C0+H2电解水制氢阴极：2K++2H20+2e2K+20H-+H2t阳极:20H-一H20+2+2e-5热化学循环分解水法纯水的分解温度要高达4000°C以上，热化学循环分解水制氢就是在

8、降低这一温度的条件下促使水分解，生产氢气和氧气。但是没有真正可以规模生产，实现现实社会生产力的方法。代替常规能源的制氢工艺并不成熟，也没有很好的成功实例。当代工业的制氢方法主要有以下三种：(1)从含烃的化石燃料中制氢。这