氫能開(kāi)發(fā)利用方法-清潔能源-綜合智慧能源-地大熱能

氫能的開(kāi)發(fā)

①電解法，即直接電解水制氫，因耗電量大、經(jīng)濟性差，至今未能大規模應用。新發(fā)展的高溫電解(水蒸氣)法(>900℃)，其耗電量比常規電解法節省30%左右。
②熱化學(xué)法，即在高于1000℃的溫度下熱裂解水或分步反應裂解水制氫的方法，該法可利用核電站供給的熱量分解水制氫，但代價(jià)仍然較大。利用高于2000℃的熱源直接熱解水制氫，也正在研制中。
③光解法，是一種利用太陽(yáng)能的熱電轉換或光電效應來(lái)光解水制氫的方法。由于這種反應在一般條件下很難發(fā)生，必須采用性能良好的半導體材料和光催化劑(或光敏劑)，如用微膠粒分散在水中做催化劑。           
④射解法，即利用放射線(xiàn)作用于水分子而使其分解制氫，此法代價(jià)很高。
⑤生物化學(xué)分解水制氫法，它是利用在光合作用中可釋放氫的微生物而制氫的方法。上述方法中以太陽(yáng)能制氫法為最可取，但仍有技術(shù)上的難題尚需繼續研究解決。

氫能的儲運

目前，氫的儲存方法主要有以下幾種：常壓儲氫，高壓儲氫，液氫儲氫，金屬氫化物儲氫及吸附儲氫等。液氫儲氫是一種較好的儲氫方法，此法儲氫密度高。但是，制備l升液氫約需消耗電能3kW．h，在儲存過(guò)程中液氫還有自然揮發(fā)，因此能耗較高。金屬氫化物的出現為氫的儲存、運輸及利用開(kāi)辟一條新的途徑。近年來(lái)，清華大學(xué)、中科院金屬所、防化研究院及西北核技術(shù)研究所等單位開(kāi)始對新型儲氫技術(shù)一納米碳材料的儲氫進(jìn)行了多項基礎性研究。其中，清華大學(xué)、中科院金屬所和防化研究院都在室溫下得到了儲氫重量比在12MPa時(shí)為8％左右的納米碳材料。

氫能的利用

現在人們正在研究一種“固態(tài)氫”的宇宙飛船。固態(tài)氫既作為飛船的結構材料，又作為飛船的動(dòng)力燃料。在飛行期間，飛船上所有的非重要零件都可以轉作能源而“消耗掉”。這樣飛船在宇宙中就能飛行更長(cháng)的時(shí)間。在超聲速飛機和遠程洲際客機上以氫作動(dòng)力燃料的研究已進(jìn)行多年，目前已進(jìn)入樣機和試飛階段。

在交通運輸方面，美、德、法、日等汽車(chē)大國早已推出以氫作燃料的示范汽車(chē)，并進(jìn)行了幾十萬(wàn)公里的道路運行試驗。其中美、德、法等國是采用氫化金屬貯氫，而日本則采用液氫。試驗證明，以氫作燃料的汽車(chē)在經(jīng)濟性、適應性和安全性三方面均有良好的前景，但目前仍存在貯氫密度小和成本高兩大障礙。前者使汽車(chē)連續行駛的路程受限制，后者主要是由于液氫供應系統費用過(guò)高造成的。美國和加拿大已聯(lián)手合作擬在鐵路機車(chē)上采用液氫作燃料。在進(jìn)一步取得研究成果后，從加拿大西部到東部的大陸鐵路上將奔馳著(zhù)燃用液氫和液氧的機車(chē)。