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制氫新技術的研發(fā)
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目前世界上氫氣大部分以石油、天然氣和煤為原料制取,小部分來自電解水等。 制氫新技術的研發(fā),將主要考慮以水為原料,達到水分解制氫,氫燃燒生成水的循環(huán)過程。由于氫大量存在于水中,因此利用水制氫一旦技術成熟,達到實用化后,以氫為能源結構主要支柱便成為可能。原則上要求制氫技術滿足大型化、高效率、低成本,使氫氣得到應用。 1.1電解水制氫 電解水制氫,關鍵是耗能問題。以電能換氫能,成本很高。但是,通過太陽光發(fā)電或熱發(fā)電以及海洋能、生物質(zhì)能、地熱能、非尖峰負荷的原子能電站產(chǎn)生的電能來制氫,可以降低氫的成本。同時,也需要開發(fā)低電耗、高效率的電解水制氫新技術。日本開發(fā)了高溫加壓法,將電解水的效率提高到75%;美國建成一種SPE工業(yè)裝置,能量效率達90%;我國研制了雙反應器制氫工藝。先進的PEM電解工藝,是一種可逆的電/氫轉換裝置,是燃料電池和產(chǎn)氫的電解槽的統(tǒng)一,總轉換效率可達95%。 1.2高溫水熱裂法制氫 將水蒸汽加熱300K以上,使水分子熱裂,直接分解成氫氣和氧氣。 1.3熱化學循環(huán)制氫 目前已研究出100多種分步熱化學循環(huán)流程制氫工藝。利用太陽能或高溫氣冷堆原子能電站的熱能,使反應不斷循環(huán)進行,達到連續(xù)制氫的目的。 1.4太陽能光解水制氫 利用半導體電極的光電化學效應制成太陽能光電化學電池,以水為原料,在太陽光照射下制取氫。雖然太陽能光解水制氫在實驗室己取得突破性進展,但仍有電極材料、電池結構、電催化、光化學反應及光腐蝕穩(wěn)定性等一系列技術和理論上的難題需要解決,才能達到實用化。 1.5生物質(zhì)能制氫 利用植物的光合作用分解水制氫或產(chǎn)氫**在太陽光照射下制氫。這些方法仍屬實驗室探索階段。
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