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如何获得氢源?

时间:2011-07-14 17:10:16来源:西安交通大学材料学院储氢组站

  

    氢能的特点

 

    质子交换膜燃料电池最理想的燃料为纯氢。氢能具有以下三方面的特点:其一,氢能是理想的清洁能源之一。氢气燃烧时所得产物是水,不产生任何污染环境的物质。其二,氢能可再生,是一种二次能源。自然界不存在纯氢,必须从含氢的物质中制得。其三,它是理想的能源载体。氢气具有可储、可输的性质,可作为一种能源储存或运输。储能可以达到合理利用能源的目的。各种间歇性生产能源的过程及廉价能源、电力谷峰差暂多余能源,均可转化为氢能储存或运输。此种储存能源方式具有分散储存及较长时间的储存特性。氢能亦可进行大规模运输。

 

    作为燃料的氢能需解决的问题

  

    一、氢的制造技术系统。因氢气制取是氢能技术发展的基础。
    二、以纯氢为燃料时,氢的储存、输送等有一定的危险性,是目前需要解决的关键问题。
    三、要建立氢供给的公用设施投资十分巨大。

   

    如何解决问题,获得氢源?

   

    一、燃料重整。重整实际上是从一些燃料中获取氢的过程,它可以在车上进行,为氢燃料电池汽车提供能源。从化石原料制取氢气已有成熟的技术及工业装置,并在不断研究改进中。但从化石原料制取氢气的过程必然会放出二氧化碳,不能解决温室气体的排放问题。我国有丰富的煤炭资源及大量天然气矿,这在相当长的时期内均为制取氢气提供了可靠的资源,但是天然气重整比较麻烦,而且天然气储存需要高压罐,体积大。目前主要采用高度集成的车载甲醇部分氧化重整器制氢作为质子交换膜燃料电池电动车的燃料。因为甲醇可由煤制合成气合成,甲醇部分氧化重整制氢所产生的富氢气体中,其一氧化碳的净化技术已获得突破。世界各国石油公司均在投资开发汽油重整制氢技术,并已获得良好进展。非化石原料制氢前景十分广阔,但目前受到一定限制,正处于研究阶段。

 

    二、当氢能作为一种燃料时,必然具有分散性及间歇性使用特点,因此必须解决储存及运输问题。储氢、输氢技术要求能量密度大,储氢及放氢所耗能量少、安全性好,并符合车载状况的要求等。目前世界各国均已试验了以高压氢、储氢材料储氢和液氢为燃料的样车,已使燃料电池电动车实现了真正的排放。

 

    三、建立氢供给的公用设施方面,美国加得、加利福尼亚州已决定在2000年秋在西萨克拉蒙多(West Sacramento)建造氢气加注站,为在城市试验的16台质子交换膜燃料电池为动力的电动车加注燃料。日本也有这方面的计划准备实施。但最好的方法是利用汽油重整制氢技术,这样可利用现有的汽油加注的公用设施,不必新建燃料的供给设施,进行复杂的改造,而且汽油的能量要比天然气和甲醇高。该项技术如果得以突破,则以质子交换膜燃料电池为动力的电动车可与内燃机车共用加油系统。

 

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