氫能如何生產的主要設備

❶ 氫能指得是什麼有什麼好處

什麼是氫能

氫能在二十一世紀有可能在世界能源舞台上成為一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優越的新能源，其主要優點有：燃燒熱值高，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，氫氣可以由水製取，而水是地球上最為豐富的資源，演義了自然物質循環利用、持續發展的經典過程。

前景

氫是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，因此氫能被稱為人類的終極能源。水是氫的大「倉庫」，如把海水中的氫全部提取出來，將是地球上所有化石燃料熱量的9000 倍。氫的燃燒效率非常高，只要在汽油中加入4% 的氫氣，就可使內燃機節油40%。目前，氫能技術在美國、日本、歐盟等國家和地區已進入系統實施階段。美國政府已明確提出氫計劃，宣布今後4年政府將撥款17億美元支持氫能開發。美國計劃到2040年美國每天將減少使用1100萬桶石油，這個數字正是現在美國每天的石油進口量。
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氫能 【hydrogen energy】【】 通過氫氣和氧氣反應所產生的能量。氫能是氫的化學能，氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%。由於氫氣必須從水、化石燃料等含氫物質中製得，因此是二次能源。工業上生產氫的方式很多，常見的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉化制氫等。氫能具有以下主要優點：燃燒熱值高，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，氫氣可以由水製取，而水是地球上最為豐富的資源。目前，氫能技術在美國、日本、歐盟等國家和地區已進入系統實施階段。

什麼來代替石油？氫能領跑新世紀

作者：曹鵬程 文章來源：新華網 點擊數：71 更新時間：9/18/2006

上世紀末，三位實業幻想家編寫的《自然資本論》描繪了人類日常生活的一種景象：幾十年以後，汽車排出的只有水蒸氣；石油每桶5美元仍沒人使用；空氣中二氧化碳含量降到200年來的最低點。人類完成了新的能源革命——氫能成為下一次工業革命的主角。

看著石油越來越貴，世界各國都開始實行能源多樣化戰略，加大新能源研發力度。而在各種新能源中，太陽能、風能不穩定，氫能源是目前最有可能實現實用的新能源。據相關調查顯示，過去5年，工業化國家在氫能領域的開發投入年均遞增20.5%，各國對氫能實際利用的開發碩果累累，下一次工業革命的幻想也似乎越來越逼真。

在眾多高度工業化的發達國家裡，日本研究氫能比較早，目前燃料電池是日本氫能的主要發展方向，主要分為車載電池和固定裝置電池兩類。去年秋季閉幕的愛知世博會為日本提供了一個展示燃料電池未來前景的舞台，日本政府館用的電源完全來自燃料電池，8輛燃料電池公共汽車在會場之間穿梭給參觀者留下了深刻的印象。

日本矢野經濟研究所的一份報告認為，到2010年，全球氫燃料汽車的普及數量將達約4萬輛。目前，許多大汽車廠商都有氫燃料電池項目，其中日本本田的氫燃料電池轎車已通過檢測，成為商品車。

日本政府為促進氫能實用化和普及、完善汽車燃料供給體制，已於2005年完成了燃料電池車公路行駛驗證、氫氣站驗證、住宅用和業務用燃料電池驗證。全國出現了不少「加氫站」，近百輛燃料電池車已經取得牌照上路。政府計劃逐漸擴大燃料電池車的市場規模，到2030年，燃料電池車達到1500萬台，固定裝置燃料電池發電能力達到1250萬千瓦。在固定式燃料電池方面，日本已在全國實際設置了33處，以氣候寒冷或住宅密集等實際條件展開實證試驗。到目前為止，燃料電池的技術開發，以及氫的製造、運輸、儲藏的技術開發已經基本成熟。記者在日本能源廳采訪時了解到，目前在發達國家，發展氫能注重「兩條腿走路」－－既要大力發展燃料電池汽車，也要注意開發固定氫能發電裝置。

從長遠的角度看，油價越高，開發新能源技術的投資就越合算。作為一次性能源的石油終會有枯竭的一天，可再生的新能源不僅能實現未來人類的可持續發展，也可以降低治理環境污染的發展成本。對於石油進口國來說，又可以降低購買石油的生產成本，對保證國家安全、降低能源風險也具有特殊意義。當然，研發新能源技術需要一定的成本，許多新能源研究機構都在呼籲世界各國加強新能源技術的交流合作，避免重復開發。另外值得一提的是，推進節能和新能源使用是一個長期事業，客觀上它需要政府的行政命令有計劃的強制推行，只有這樣才能收到穩定的效果。

❷ 有關氫能的知識

優點：燃燒熱值高，燃燒的產物是水，無污染，資源豐富
製取的途徑：可以由太陽能電解水制氫
貯存和運輸：可以在高壓下裝盛在氣體瓶中以高壓氣體的形式運輸

❸ 工業是如何生產氫氣的

工廠生產方法有：
1、電解水制氫．
水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料制氫過程是氫與氧燃燒生成水的逆過程，因此只要提供一定形式一定能量，則可使水分解。提供電能使水分解製得氫氣的效率一般在75-85％，其工藝過程簡單，無污染，但消耗電量大，因此其應用受到一定的限制。利用電網峰谷差電解水制氫，作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富，利用水電發電，電解水制氫有其發展前景。太陽能取之不盡，其中利用光電制氫的方法即稱為太陽能氫能系統，國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉換能量效率的提高，成本的降低及使用壽命的延長，其用於制氫的前景不可估量。同時，太陽能、風能及海洋能等也可通過電製得氫氣並用氫作為中間載能體來調節，貯存轉化能量，使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電系統在低谷時富餘電能也可用於電解水制氫，達到儲能的目的。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計，但均為小型電解制氫設備，其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應用的逐步擴大，水電解制氫方法必將得到發展。
2、礦物燃料制氫
以煤、石油及天然氣為原料製取氫氣是當今製取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝，並建有工業生產裝置。
（1）煤為原料製取氫氣
在我國能源結構中，在今後相當長一段時間內，煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環境的污染是需不斷研究的課題，將煤炭轉化為氫是其途徑之一。
以煤為原料製取含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱高溫干餾），二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在90－1000℃製取焦碳副產品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組成中含氫氣55-60％（體積）甲烷23-27％、一氧化碳6-8％等。每噸煤可得煤氣300－350m3，可作為城市煤氣，亦是製取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反應轉化成氣體產物。氣化劑為水蒸汽或氧所（空氣），氣體產物中含有氫有等組份，其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠，均以煤為原料，氣化後製得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點的取得氫源方法。採用OGI固定床式氣化爐，可間歇操作生產製得水煤氣。該裝置投資小，操作容易，其氣體產物組成主要是氫及一氧化碳，其中氫氣可達60％以上，經轉化後可製得純氫。採用煤氣化制氫方法，其設備費占投資主要部分。煤地下氣化方法近數十年已為人們所重視。地下氣化技術具有煤 資源利用率高及減少或避免地表環境破壞等優點。中國礦業大學餘力等開發並完善了"長通道、大斷 面、兩階段地下煤氣化"生產水煤氣的新工藝，煤氣中氫氣含量達50％以上，在唐山劉庄已進行工業性試運轉，可日產水煤氣5萬m3，如再經轉化及變壓吸附法提純可製得廉價氫氣，該法在我國具有一定開發前景．我國對煤制氫技術的掌握已有良好的基礎，特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地，為今後提供氫源創造了條件。我國自行開發的地下煤氣化制水煤氣獲得廉價氫氣的工藝已取得 階段成果，具有開發前景，值得重視。
（2）以天然氣或輕質油為原料製取氫氣
該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應轉化製得氫氣。主要發生下述反應：
CH4＋H2O→CO＋H2
CO＋H2O→COZ＋HZ
CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）HZ
反應在800-820℃下進行。從上述反應可知，也有部分氫氣來自水蒸汽。用該法製得的氣體組成中，氫氣含量可達74％（體積），其生產成本主要取決於原料價格，我國輕質油價格高，制氣成本貴，採用受到限制。大多數大型合成氨合成甲醇工廠均採用天然氣為原料，催化水蒸汽轉化制氫的工藝。我國在該領域進行了大量有成效的研究工作，並建有大批工業生產裝置。我國曾開發採用間歇式天然氣蒸汽轉化制氫工藝，製取小型合成氨廠的原料，這種方法不必用采高溫合金轉化爐，裝置投資成本低。以石油及天然氣為原料制氫的工藝已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用於製取化工原料。
（3）以重油為原料部分氧化法製取氫氣
重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工後的燃料油，重油與水蒸汽及氧氣反應製得含氫
氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。該法生產的氫氣產物成本
中，原料費約佔三分之一，而重油價格較低，故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置，用於製取合成氫的原料。

❹ 生產氫工藝方法優缺點比較

l、氫的產生途徑
1.1電解水制氫．
水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料制氫過程是氫與氧燃燒生成水的
逆過程，因此只要提供一定形式一定能量，則可使水分解。提供電能使水分解製得氫氣的效率一般在
75-85％，其工藝過程簡單，無污染，但消耗電量大，因此其應用受到一定的限制。利用電網峰谷差電解水制氫，作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富，利用水電發電，電解水制氫有其發展前景。太陽能取之不盡，其中利用光電制氫的方法即稱為太陽能氫能系統，國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉換能量效率的提高，成本的降低及使用壽命的延長，其用於制氫的前景不可估量。同時，太陽能、風能及海洋能等也可通過電製得氫氣並用氫作為中間載能體來調節，貯存轉化能量，使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電系統在低谷時富餘電能也可用於電解水制氫，達到儲能的目的。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計，但均為小型電解制氫設備，其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應用的逐步擴大，水電解制氫方法必將得到發展。
1．2礦物燃料制氫
以煤、石油及天然氣為原料製取氫氣是當今製取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝，並建有工業生產裝置。
（1）煤為原料製取氫氣
在我國能源結構中，在今後相當長一段時間內，煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及
減少對環境的污染是需不斷研究的課題，將煤炭轉化為氫是其途徑之一。
以煤為原料製取含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱高溫干餾），二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在90－1000℃製取焦碳副產品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組成中含氫氣55-60％（體積）甲烷23-27％、一氧化碳6-8％等。每噸煤可得煤氣300－350m3，可作為城市煤氣，
亦是製取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反應轉化成氣體產物。氣化
劑為水蒸汽或氧所（空氣），氣體產物中含有氫有等組份，其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠，均以煤為原料，氣化後製得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點的取得氫源方法。採用OGI固定床式氣化爐，可間歇操作生產製得水煤氣。該裝置投資小，操作容易，其氣體產物組成主要是氫及一氧化碳，其中氫氣可達60％以上，經轉化後可製得純氫。採用煤氣化制氫方法，其設備費占投資主要部分。煤地下氣化方法近數十年已為人們所重視。地下氣化技術具有煤
資源利用率高及減少或避免地表環境破壞等優點。中國礦業大學餘力等開發並完善了"長通道、大斷
面、兩階段地下煤氣化"生產水煤氣的新工藝，煤氣中氫氣含量達50％以上，在唐山劉庄已進行工業性試運轉，可日產水煤氣5萬m3，如再經轉化及變壓吸附法提純可製得廉價氫氣，該法在我國具有一定開發前景．我國對煤制氫技術的掌握已有良好的基礎，特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地，為今後提供氫源創造了條件。我國自行開發的地下煤氣化制水煤氣獲得廉價氫氣的工藝已取得
階段成果，具有開發前景，值得重視。
（2）以天然氣或輕質油為原料製取氫氣
該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應轉化製得氫氣。主要發生下述反應：
CH4＋H2O→CO＋H2
CO＋H2O→COZ＋HZ
CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）HZ
反應在800-820℃下進行。從上述反應可知，也有部分氫氣來自水蒸汽。用該法製得的氣體組
成中，氫氣含量可達74％（體積），其生產成本主要取決於原料價格，我國輕質油價格高，制氣成本貴，採用受到限制。大多數大型合成氨合成甲醇工廠均採用天然氣為原料，催化水蒸汽轉化制氫的工藝。我國在該領域進行了大量有成效的研究工作，並建有大批工業生產裝置。我國曾開發採用間歇式天然氣蒸汽轉化制氫工藝，製取小型合成氨廠的原料，這種方法不必用采高溫合金轉化爐，裝置投資成本低。以石油及天然氣為原料制氫的工藝已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用於製取化工原
料。
（3）以重油為原料部分氧化法製取氫氣
重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工後的燃料油，重油與水蒸汽及氧氣反應製得含氫
氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。該法生產的氫氣產物成本
中，原料費約佔三分之一，而重油價格較低，故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置，用於製取合成氫的原料。
1．3生物質制氫
生物質資源豐富，是重要的可再生能源。生物質可通過氣化和微生物制氫。
（1）生物質氣化制氫
將生物質原料如薪柴、麥秸、稻草等壓製成型，在氣化爐（或裂解爐）中進行氣化或裂解反應可製得含氫燃料。我國在生物質氣化技術領域的研究已取得一定成果，在國外，由於轉化技術的提高，生物質氣化已能大規模生產水煤氣，其氫氣含量大大提高。
（2）微生物制氫
微生物制氫技術亦受人們的關注。利用微生物在常溫常壓下進行酶催反應可製得氫氣。生物質
產氫主要有化能營養微生物產氫和光合微生物產氫兩種。屬於化能營養微生物的是各種發酵類型的
一些嚴格厭氧菌和兼性厭氧菌）發酵微生物放氫的原始基質是各種碳水化合物、蛋白質等。目前已有
利用碳水化合物發酵制氫的專利，並利用所產生的氫氣作為發電的能源。光合微生物如微型藻類和
光合作用細菌的產氫過程與光合作用相聯系，稱光合產氫。
1．4其它合氫物質制氫
國外曾研究從硫化氫中製取氫氣。我國有豐富的H25資源，如河北省趙蘭庄油氣田開採的天然氣中H多含量高達90％以上，其儲量達數千萬噸，是一種寶貴資源，從硫化氫中制氫有各種方法，我國在90年代開展了多方面的研究，各種研究結果將為今後充分合理利用寶貴資源，提供清潔能源及
化工原料奠定基礎。

❺ 氫能源汽車提供動力的氫應該如何研製

氫是一種清潔燃料，在燃料電池中消耗時，只產生水。氫氣可以從各種國內資源中生產，如天然氣、核能、生物質能以及太陽能和風能等可再生能源。這些特性使其成為運輸和發電應用中極具吸引力的燃料選擇。它可以用於汽車、房屋、攜帶型電源以及更多的應用。氫是一種能量載體，可用於儲存、移動和輸送其他來源產生的能量。今天，氫燃料可以通過幾種方法生產。今天最常見的方法是天然氣重整（一種熱過程）和電解。其他方法包括太陽能驅動和生物過程。

❻ 氫氣有哪些製取方法

氫氣製取主要方法有以下幾種：
一、電解法
將水電解得氫氣和氧氣。氯鹼工業電解食鹽溶液製取氯氣、燒鹼時也副產氫氣。電解法能得到純氫，但耗電量很高,每生產氫氣1m3 ，耗電量達21.6～25.2MJ。
二、烴類裂解法
此法得到的裂解氣含大量氫氣，其含量視原料性質及裂解條件的不同而異。裂解氣深冷分離得到純度90％的氫氣，可作為工業用氫，如作為石油化工中催化加氫的原料。
三、烴類蒸汽轉化法
烴類在高溫和催化劑存在下，可與水蒸氣作用製成含氫的合成氣。為了從合成氣中得到純氫，可採用分子篩通過變壓吸附除去其他氣體；也可採用膜分離得到純氫；用金屬鈀吸附氫氣，可分離出氫氣體積達金屬的1000倍。
四、煉廠氣
石油煉廠生產過程中產生的各種含氫氣體，如催化裂化、催化重整、石油焦化等過程產生的含氫氣體，以及焦爐煤氣(含氫45％～60％)經過深冷分離，可得純度較高的工業氫氣。

❼ 氫能利用形式都有什麼

1、氫動力汽車

以氫氣代替汽油作汽車發動機的燃料，已經過日本、美國、德國等許多汽世公司的試驗，技術是可行的，主要是廉價氫的來源問題。氫是一種高效燃料，每公斤氫燃燒所產生的能量為33.6千瓦小時，幾乎等於汽油燃燒的2.8倍。

氫氣燃燒不僅熱值高，而且火焰傳播速度快，點火能量低（容易點著），所以氫能汽車比汽油汽車總的燃料利用效率可高20%。

2、氫能發電

大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發出的電送往電網，由電網輸送給用戶。但是各種用電戶的負荷不同，電網有時是高峰，有時是低谷。為了調節峰荷、電網中常需要啟動快和比較靈活的發電站，氫能發電就最適合搶演這個角色。利用氫氣和氧氣燃燒，組成氫氧發電機組。

3、磷酸鹽型燃料電池

磷酸鹽型燃料電池是最早的一類燃料電池，工藝流程基本成熟，美國和日本已分別建成4500千瓦及11 000千瓦的商用電站。

這種燃料電池的操作溫度為200℃，最大電流密度可達到150毫安/平方厘米，發電效率約45%，燃料以氫、甲醇等為宜，氧化劑用空氣，但催化劑為鉑系列，發電成本尚高，每千瓦小時約40～50美分。

4、融熔碳酸鹽型燃料

融熔碳酸鹽型燃料電池一般稱為第二代燃料電池，其運行溫度650℃左右，發電效率約55%，日本三菱公司已建成10千瓦級的發電裝置。

這種燃料電池的電解質是液態的，由於工作溫度高，可以承受一氧化碳的存在，燃料可用氫、一氧化碳、天然氣等均可。氧化劑用空氣。發電成本每千瓦小時可低於40美分。

5、固體氧化物電池

固體氧化物型燃料電池被認為是第三代燃料電池，其操作溫度1000℃左右，發電效率可超過60%，不少國家在研究，它適於建造大型發電站，美國西屋公司正在進行開發，可望發電成本每千瓦小時低於20美分。

6、家庭用氫

隨著制氫技術的發展和化石能源的缺少，氫能利用遲早將進入家庭，首先是發達的大城市，它可以像輸送城市煤氣一樣，通過氫氣管道送往千家萬戶。

每個用戶則採用金屬氫化物貯罐將氫氣貯存，然後分別接通廚房灶具、浴室、氫氣冰箱、空調機等等，並且在車庫內與汽車充氫設備連接。

❽ 氫能源怎麼形成

主要是通過電解水的方法獲取