制氢工艺创新发展氢能成为新的重要能源形式

作者： 2019年11月20日来源：中国科普网浏览量：

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能源是人类活动的物质基础，在某种意义上，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。　　按照能源的发展趋势预测，氢能将是重要的能源形式。从全球氢能产业发展来看，氢能开发利

　　能源是人类活动的物质基础，在某种意义上，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。

　　按照能源的发展趋势预测，氢能将是重要的能源形式。从全球氢能产业发展来看，氢能开发利用进入商业化应用阶段，已在交通、发电、航天等领域实现氢能及燃料电池技术产业化突破，其中燃料电池电堆成本、功率、可靠性、耐久性及环境适应性等指标已达到商业化应用水平。

　　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%，是二次能源。氢能在21世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源，氢的制取、储存、运输、应用技术也将成为21世纪备受关注的焦点。氢具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，可持续发展。

　　但由于氢是二次能源，需要利用一次能源来生产。以可持续的方式(原料来源丰富、无温室气体排放)实现氢的大规模生产是实现氢广泛利用的前提。因此制氢技术是关键，而就目前技术来说，与传统的化石燃料制氢工艺相比较，水电解制氢和核能制氢受到的关注比较高。

　　水电解制氢：

　　将经过提纯的水注入通有直流电的电解槽中，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气，气体通过调节阀控制输出，送入储罐中。水电解制氢的成本在于电能，如果有较便宜的电能，将大幅降低制氢成本。水电解制氢能够得到高纯度的氢气，将降低后续的使用成本。

　　核能制氢：

　　将核反应堆与先进制氢工艺耦合，进行氢的大规模生产。核能制氢具有不产生温室气体、以水为原料、高效率、大规模等优点。随着技术和工艺的不断发展，核能制氢技术有望成为未来大规模制氢的重要技术选择。

　　氢能特点：

　　(1)所有元素中，氢重量最轻。

　　(2)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，因此在能源工业中氢是很好的传热载体。

　　(3)氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。

　　(4)除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。

　　(5)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。

　　(6)氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氨气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，少量的氨气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。

　　(7)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。

　　(8)氢可以以气态、液态或固态的氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。

　　氢能被视作未来的理想替代能源。从长远来看，可以在高碳排放的工业和电力领域替代煤炭、天然气等化石燃料，特别是在交通领域，氢能燃料电池在替代燃料与零排放方面具有无可比拟的优势。但目前，这都需要我们在对其工艺过程不断研究创新，相信不久的将来，我们都能用上干净清洁的氢能。

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标签：制氢工艺

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