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氢能的发展--

氢能的发展
氢是自然界最丰富的元素,它存在于淡水海水之中,也存在于碳氢化合
物和一切生命物质中。我们常说:“水是生命之源”,而水的源头便是氢,
氢是“水之源”,追本溯源，氢才是我们这个星球中--切生命的真正
源头。地球表层三分之二的面积,都由水覆盖着、主宰着,而其中的三
分之二都由氢构成。因此,氢能若能加以开发利用,对于我们人类而
言,是取之不尽用之不竭的能源。所以,国内外对氢能的开发研究正方
兴未艾,将其作为一个国家国计民生的重大战略措施来看待。可以这
样说:氢能将是本世纪能源发展的一大方向。
关键词:氢能源利用生产储备
一、氢能源简介
氢能是一种二次能源，它是通过一-定的方法利用其它能源制取
的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠
化石燃料。随着石化燃料耗量的日益增加，其储量日益臧少,终有一
-天这些资源将要枯竭,这就迫切需要寻找-种不依赖化石燃料的储量
丰富的新的含能体能源。氢正是这样-种在常规能源危机的出现和
开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。氢位于元素周
期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:
1、氢是构成了宇宙质量的75%,存储量大。
2、氢的发热值高,是汽油发热值的3倍。
3、氢燃烧性好,点燃快,3%-97%范围内均可燃。
4、氢循环使用性好,燃烧反应生成的水可用来制备氢,循环使用。5、
氢利用形式多,可以产生热能、可用于燃料电池，或转换成固态氢作
结构材料。美国著名石油专家埃克诺米迪斯博士预测:主宰未来世界
的能源将是氢能。
二、氢能的主要应用领域
1、早在二战期间,氢即用作A-2火箭液体推进剂。1970年美国
“阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。目前科学家
们正研究一种“固态氢”宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料,又
作为飞船的动力燃料,在飞行期间,飞船上所有的非重要零部件都可作
为能源消耗掉,飞船就能飞行更长的时间。
2、交通在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已
进行多年,目前已进入样机和试飞阶段。据欧洲空客公司预测,到
2004年,欧洲生产的飞机将部分采用液氢为燃料。德国戴姆勒-奔驰
航空航天公司以及俄罗斯航天公司从1996年开始试验,其进展证实,

氢能的发展--
氢能的发展--

在配备有双发动机的喷气机中使用液态氢,其安全性有足够保证。
美、德、法等国采用氢化金属贮氢,而日本则采用液氢作燃料组装的
燃料电池示范汽车,已进行了上百万公里的道路运行试验,其经济性、
适应性和安全性均较好。美国和加拿大计划从加拿大西部到东部的
大铁路上采用液氢和液氧为燃料的机车。
3、民用除了在汽车行业外,燃料电池发电系统在民用方面的应
用也很广泛。氢能发电、氢介质储能与输送,以及氢能空调、氢能冰
箱等,有的已经实现,有的正在开发，有的尚在探索中。燃料电池发电
系统的开发目前也开发的如火如茶:以PEMFC为能量转换装置的小
型电站系统和以SOFC为主的大型电站等均在开发中。
4、其它以氢能为原料的燃料电池系统除了在汽车、民用发电等
方面的应用外,在军事方面的应用也显得尤为重要,德国、美国均已开
发出了以PEMFC为动力系统的核潜艇,该类型潜艇具有续航能力强
隐蔽性好、无噪声等优点,受到各国的青睐。
三、制氢方法
1、蒸汽甲烷重整这是目前最常用的和最廉价的生产氢的方法,该
方法包括在催化反应器中加热甲烷(CH)天然气的主要成份为甲烷。
在这-过程中分解氢原子,然后在这一过程中加入蒸汽分解出更多的
氢,二氧化碳为副产品。世界约48%的氢产量来自这一已完全商业化
的制氢，主要用于化工部门。提高这--方法的能源效率,减少资源消
耗和CO2排放,提高此方法的经济性。
2、煤气化制氢煤通过气化也可以重整制氢这是--种商业化的
制氢方法,只有在天然气昂贵的地方这种方法才能与甲烷重整制氢法
相竞争。世界煤炭资源丰富,煤可作为制氢的主要原料。中国和印度
有丰富的煤炭资源。在北京举行的2000年世界氢能大会上,中国和
意大利宣布了煤气化制氢的合作计划。
3、部分氧化法制氢可通过石油、汽油和甲醇制取氢以重油为原
料部分氧化法制取氢气,即重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢气体产
物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需的热量及一-定的反应温
度。气体产物组成为氢气46x10-2(体积)、一氧化碳46x10-*,二氧
化碳6x10-2。该法生产的氢气产物成本中,原料费约占三分之一,而
重油价格较低,故受人们重视。部分氧化法已是商业化的方法,但该法
要求采用纯氧,和煤气化制氢--样,与蒸汽甲烷重整制氢相比,效率较
低,排放较多的二氧化碳。
4、生物质制氢采用两种方法从生物质制取氢气。第一种方法
和