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制氢新技术的研发
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目前世界上氢气大部分以石油、天然气和煤为原料制取,小部分来自电解水等。 制氢新技术的研发,将主要考虑以水为原料,达到水分解制氢,氢燃烧生成水的循环过程。由于氢大量存在于水中,因此利用水制氢一旦技术成熟,达到实用化后,以氢为能源结构主要支柱便成为可能。原则上要求制氢技术满足大型化、高效率、低成本,使氢气得到应用。 1.1电解水制氢 电解水制氢,关键是耗能问题。以电能换氢能,成本很高。但是,通过太阳光发电或热发电以及海洋能、生物质能、地热能、非尖峰负荷的原子能电站产生的电能来制氢,可以降低氢的成本。同时,也需要开发低电耗、高效率的电解水制氢新技术。日本开发了高温加压法,将电解水的效率提高到75%;美国建成一种SPE工业装置,能量效率达90%;我国研制了双反应器制氢工艺。先进的PEM电解工艺,是一种可逆的电/氢转换装置,是燃料电池和产氢的电解槽的统一,总转换效率可达95%。 1.2高温水热裂法制氢 将水蒸汽加热300K以上,使水分子热裂,直接分解成氢气和氧气。 1.3热化学循环制氢 目前已研究出100多种分步热化学循环流程制氢工艺。利用太阳能或高温气冷堆原子能电站的热能,使反应不断循环进行,达到连续制氢的目的。 1.4太阳能光解水制氢 利用半导体电极的光电化学效应制成太阳能光电化学电池,以水为原料,在太阳光照射下制取氢。虽然太阳能光解水制氢在实验室己取得突破性进展,但仍有电极材料、电池结构、电催化、光化学反应及光腐蚀稳定性等一系列技术和理论上的难题需要解决,才能达到实用化。 1.5生物质能制氢 利用植物的光合作用分解水制氢或产氢**在太阳光照射下制氢。这些方法仍属实验室探索阶段。
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