氢能的开发与利用学案
第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用
氢能的开发与利用
【我思我学】
想一想：
１.用传统的煤、石油、天然气作为燃料，其主要缺点是什么？国际上认为“氢能源将是21世纪中后期最理想的能源”。你怎么理解这一说法？
２.在生活和实际生产中大量应用氢能源，首先要解决哪些问题？
３.什么是储氢材料？
查一查：
目前，有哪些使水分解生成氢气的好方法？有哪些储氢好材料？
【同步导学】
一、评价要点
氢气作为能源的优点
①所有元素中氢气质量最轻②所有气体中氢气导热性最好
③氢是自然界存在的最普遍的元素④燃烧性能好
⑤氢本身无毒是最洁净的能源⑥氢的燃烧值大
⑦氢能利用形式多
⑧氢可以以气态、液态、固态的氢化物出现，能适应不同的要求
氢能利用的关键
①制备氢气的耗能问题
②氢气的储运和运输问题
氢能的开发和利用的方式
①直接燃烧法
②制作氢氧燃料电池
二、方法指引
让每一个学生以轻松愉快的心情去认识多姿多彩、与人类息息相关的新能源的开发和利用，尤其是氢能源的利用。
三、典型例题
“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。１体积“可燃冰”可存储100-200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是
A．可燃冰”有可能成为人类未来的重要能
B．“可燃冰”是一种比较洁净的能
c．“可燃冰”提供了水可能变油的例证
D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
解：本题考查了未来能源――“可燃冰”的开发利用的
问题，体现了化学与科技生活相联系的理念。
由“可燃冰”又称“天然气水合物”，可知“可燃冰”的可燃成分是甲烷，由于甲烷中不含N、S等可产生大气污染的元素，故“可燃冰”可作为清洁能源；又由１体积“可燃冰”可存储100-200体积的天然气，可知它有可能成为人类未来的重要能源；从以上分析可知“可燃冰”不是由水变化而来。答案：c
【随堂检学】
一、选择题：
旨在限制发达国家温室气体排放量.抑制全球范围内气候持续变暖的《京都议定书》已于今年2月16日正式生效。我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不切实际的是
A．大力开发氢能源B．充分利用太阳能
c．不使用含碳能源D．提高能源利用率
关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能
B．设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气
c．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气
D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
“绿色商品”是指对环境无污染的商品。下列商品不能称为“绿色商品”的是
A.无铅汽油
B.无磷洗涤剂c.无氟冰箱D.无碘食盐
能源与人类的生活和社会发展密切相关，下列关于能源开发和利用的说法不正确的是
A．用酒精代替汽油作汽车燃料
B．随着科技的发展，氢气将会成为主要能
c．在农村提倡利用沼气作生活燃料
D．人类利用的能源都是通过化学反应获得的
能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其它能源间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2o==2H2＋o2 下列叙述正确的是
A．电能是一级能源B．水力是二级能
c．天然气是一级能源D．干馏煤气是一级能
氢能源是21世纪极其具发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。请在下图的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图。从能量转换的角度看，过程Ⅱ上主要是
A.氢能转化为化学能
B.化学能转化为电能
c.太阳能转化为热能
D.电能转化为化学能
【活学活用】
下表：几种常见燃料的热值
燃料主要成分酒精焦炭天然气氢气汽油
热值13673008962865472
回答：
由表分析，是一种理想的燃料。
试简述这种理想能源的主要优点。
①；②；③。
氢气可能是一种理想的新能源，如果已知下列两个热化学方程式：
co+o2==2co2△H=-563.6j/ol
H2+o2==2H2o△H=-571.5j/ol
计算：燃烧多少千克氢气生成液态水放出的热量，跟燃烧5.60g一氧化碳生成二氧化碳放出的热量相等。
参考答案
c2.A3.D4.D5.c6.B
活学活用：H2
清洁无污染等质量的燃料H2放出的热量最多
氢是自然界存在的最普遍的元素
计算：
解：n=200ol
Q=200ol×[563.6j/ol÷2]=5636j n×1000×=5636j
得：n=197ol=394g=394g
七年级地理教案《新能源的开发利用》 教学目标通过复习使学生了解新能源开发利用的重要性和必要性；通过观看录像等多种媒体了解新能源的种类及主要特点，知道世界新能源的分布与使用概况。 初步形成资源观。 教学建议教材分析本节主要讲述两大内容，一是新能源开发利用的重要性和必要性，二是介绍目前正在开发利用中的四种新能源。 在为什么寻找新能源一段中，首先介绍了主要的能源来源；从煤石油和天然气等矿产燃料的非可再生性出发，说明寻找新能源的必要性及主要的新能源类型。 对于核能，教材侧重其能量大现在的利用情况；对于太阳能风能生物能的讲述，都侧重清洁可再生性，并简单的介绍目前的利用情况。 教法建议对于为什么寻找新能源，首先应简单介绍能源的概念，启发学生思考回答目前人类主要使用的能源，包括水能和矿物燃料，再利用想一想中提供的题目，启发学生自己分析开发新能源的重要性和必要性。 然后让学生说一说，知道的新能源类型。 对于课文提到的四种新能源类型，可以在学生活动的基础上，通过图片录像等多种媒体，使学生较为直观地比较深入地了解各种新能源的特点和利用情况。 对于风能和生物能，应该完成从一般的应用到发电的过程。
同时利用比较法使学生更清晰地了解各种新能源的特点。 如果课时较紧，可以选区本地区比较突出的新能源进行较为详细地介绍。 总之，应该以学生直观的感受为主设计本课，以知识的了解为主。 教学设计示例教学重点利用新能源的意义及主要的新能源特点教学手段录像：大亚湾核电站沼气池太阳能潮汐发电风车提水和发电等计算机课件：（）世界现有煤石油天然气使用时间表；（）石油煤天然气污染表；（）核电站与火电站用原料的比较；（）我国主要核电站的位置图；（）太阳能电站的图片；（）风车提水风力发电图片；（）沼气使用图片；（）生态农业示意图；（）其它新能源；教学过程（提问）学过的自然资源中不可再生的有什么？（生回答）（引导）我们讲过的矿产资源是不可再生的，如煤石油天然气等，现在地球上储存的煤油气还可以使用的多少年呢？见表格（投影片）（讲解）为什么我们特别在乎这几种矿产资源呢？因为使我们的机器能转使人类有光明和温暖，我们称这种可以提供能量的自然资源为能源。 从在人类发展过程中，它们是非常重要的能源，但是在使用过程中，它们也带来了许多问题（投影片）煤石油天然气的污染（承转）为了避免污染，同时为了在现有的能源发生危机之前，人们开始寻找更清洁可以再生的能源。 你知道有什么吗？（学生回答）（板书）第五节新能源的开发利用一寻找新能源的意义二主要的新能源（引导）这些新能源是怎样提供
氢能源的开发和利用 菜大兴 （中南大学化学化工学院湖南长沙410083） 摘要：随着化石燃料等不可再生资源的日益紧缺和环境污染日益加重，人们迫切需要寻找替代能源。氢能作为可持续、清洁的能源而被广泛研究，是未来人类的理想能源之一，对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。本文主要述评了氢能制备、氢能储运、氢能利用在国际和国内的最新研究动态，并对氢能未来开发利用前景进行了展望。 关键词：氢能源、氢能制备、储氢技术、氢能利用 0 引言 能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。然而在能源开发及利用的研究中，人们发现有的能源与一般传统的矿物能源不同，如太阳能、风能、潮汐熊等再生性能源。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的主要桥梁[1]。 作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中氢是极好的传热载体。所以，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点[2]。 1 氢能制备方法 1.1 矿物燃料制氢 在传统的制氢工业中，矿物燃料制氢是采用最多的方法，并已有成熟的技术及工业装置。
我国发展氢能源的优劣势分析 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，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样一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： l、重量最轻的元素。标准状态下，密度为 0.8999g/l，－252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。 2、导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。 3、自然界存在最普遍的元素。据估计它构成了宇宙质量的 75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形 态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。 4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 5、燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 6、无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢 化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无损。 7、利用形式多。既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池 ，或转换成固态氢用作结构材料。 8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 9、可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。 10、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 11、氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益 优于其他能源。 二、我国发展氢能源的必要性： 石油、煤炭、天然气燃烧产物是二氧化碳，是温室气体，造成地球温度逐年升高。专业机构的最新研究结果表明全球气候变暖已导致非洲乞力马扎罗山的山顶冰盖消融80％，如这一趋势得不到遏制，100年后山顶冰雪将完全消失。德国汉诺威大学的植物研究所科学家瓦尔特指出，尽管目前全球气温仅上升0.6℃，但对生态造成的影响已经明显危机到动物和植物的生存，现在，春天的来临及许多植林的生长期正在提前，较长时间后动物食物链可能发生混乱。同时，化石燃料中有杂质，特别是疏、氮、磷、砷等，燃烧产物酸性，造成大气污染和酸雨。酸雨不仅伤害农作物和蔬菜的叶片，而且能够降低农作物和蔬菜种子的发芽率，降低大豆蛋白质含量。阔叶林和针叶林的冠层在酸雨作用下，钙、镁等离子在冠层雨溶液中富集，造成叶子中营养离子的大量淋失，进而加速根部营养的吸收和迁移，重新吸收的营养离子也会从植物体大量析出；如此循环，就会造成营养亏缺，直接影响森林生长，威胁森林生态系统内的物质循环，而且这个过程随酸雨的强度增加而增加。酸雨还造成土壤中铝的大量释放和镁等有毒金属元素的沉降和积累，对树木形成毒害，同时，直接影响和危害土壤表层，干扰微生物正常生化活性，森林枯枝落叶的分解和物质再循环受到破坏；降低土壤的AO和A1层的PH值，使适中偏碱性菌类活动受到遏止,N元素的同化和固定减少，土壤肥力下降。同时，酸雨使湖泊酸化，将土壤中的活性铝冲洗到河流、湖泊中，毒害鱼类，改变整个水体生态系统，使水体中的生物种类和数量大大减少，而且还导致温室效应的加剧，刺激皮肤，引起哮喘等多种呼吸道疾病。我国的能源结构以煤为
能源问题及开发新能源的重要性 一、开发利用新能源是人类面临的最大课题之一 二、世界和我国的能源形势 三、太阳能的开发与利用 1．太阳能热水器的发展情况 2．太阳能电池与光伏发电 四、风力发电的发展情况 五、生物质能源的开发 概念 C01：能源 原理 K01：传统能源 K02：新能源 K03：世界能源形势 K04：我国能源形势 K05：太阳能利用的主要途径 K06：太阳能热水器的发展情况 K07：太阳能光伏发电的优缺点 K08：太阳能电池的发展现状 K09：太阳能电池的应用 K10：光伏建筑一体化的优点 K11：风机发展方向 一、开发利用新能源是人类面临的最大课题之一 能源短缺和环境污染是人类长期面临的两大难题，开发以可再生能源为主的新能源、发展低碳经济是解决这两大难题的重要途径，也是发展新兴产业的突破口。 顾名思义，“能源”就是能量的源泉，粗略地说也可以是“动力”的源泉。 “新能源”是指太阳辐射能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等可再生能源，也包括核能、氢能、海冰（天然气水合物）等人类新近开发的能源。一般的煤炭、石油、天然气等被认为是传统的能源。 广义而言，太阳能、风能、生物质能、水力能、海洋能是由太阳、地球、月亮等天体的
运动所产生的，是可不断再生的，因此被称为可再生能源（Renewable Energy）。电能、氢能等是用煤炭、石油、天然气等一次能源转化而来的，常被称为二次能源。 随着工农业的发展和人民生活水平的提高，能源的消耗不断增加。据估计，煤炭、石油、天然气等传统能源将在数十至数百年内被人类使用殆尽。因此，开发利用以可再生能源为主的新能源是人类面临的最大课题之一。 二、世界和我国的能源形势 （1）世界能源形势 ?煤炭、石油、天然气等矿物能源已接近耗尽 ?矿物能源的使用产生了大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物（NOX）等温室气体和废气废物，造成地球温度上升和严重的环境污染 ?全世界都重视新能源的开发和利用 由此可见，世界能源形势十分紧迫，开发和利用可再生能源是人类的必然选择。 （2）我国能源形势 我国能源消耗快速增长，主要体现在以下方面： ?我国的能源消耗总量很大 2008年，我国折合消耗标准煤28.5亿吨（2008年上海的能源消耗总量折合标准煤约1亿吨）。 ?煤的开采消耗量增加速度很快、数量很大 2000年：11亿吨；2005年：22.2亿吨；2007年：26亿吨；2008年：27亿吨。年增幅达到15%～20%。 ?石油消耗量不断增大 2007年，消耗大约4亿吨，其中40%以上依靠进口；2008年，消耗石油大约3.6亿吨，其中1.9亿吨依靠进口。 ?电力装机容量与电力消耗增加很快 2005年为5亿千瓦，近几年每年递增约1亿千瓦。2008年，我国电力消耗约22000亿千瓦时（KWh）。 面对日渐严峻的能源形势，政府提出了如下能源发展总体方针：坚持能源供应基本立足国内，形成以煤炭为主体，电力为中心，油气、核电、新能源全面发展的能源供应格局，石油、天然气要充分利用国内外两种资源、两个市场。 三、太阳能的开发与利用 太阳内部由于氢聚变而产生大量的能量，表面温度达到6000℃，从而产生了大量的光辐射。据估计每年地球上接收到的太阳辐射能相当于49000亿吨标准煤。
氢能源的应用及其发展 一、什么是氢能源 1.氢能源介绍 当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源、能源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。 氢正是这样一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。它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采，今下几乎完全依靠化石燃料制取得到，如果能回收利用工程废氢，每年大约可以回收到大约1亿立方米。 2.氢能源的特点 作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点： -能量高。除核燃料外，氢的发热值是目前所有燃料中最高的，是汽油的3倍。氢的高能，使氢成为推进航天器的重要燃料之一； -氢本身无毒，燃烧产物是水，无污染，且能循环使用； -氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快； -利用形式多，可以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 -耗损少：可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小； -利用率高：氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高； -运输方便：氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。 因此，可以说氢能是最理想的、完美的能源。氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注。发展氢经济是人类摆脱对化石能源的依赖、保
氢能主要应用领域 新闻日期:2008-01-31 浏览次数：1222 1航天 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，目前已进人样机和试飞阶段。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。德国戴姆勒一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，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。 来自：国际新能源 氢能投入应用的主要障碍 悬赏分：10 - 解决时间：2008-6-30 12:25 十万火急 提问者： 812653323 - 试用期 一级 最佳答案 运输和安全。 氢气的密度极低，压缩运输后的压强非常大，密度仍旧比较小，所以运输成本很大。
新能源的开发与利用现状 发表时间：2016-07-05T14:59:56.297Z 来源：《电力设备》2016年第7期作者：张健 [导读] 随着世界经济的发展，各国对能源的需求量也越来越大.在当前的世界能源结构中。 张健 （国网天津城东供电公司） 摘要：能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础，世界能源结构正由煤、石油为主要能源，现在逐渐向以天然气为主转变，同时太阳能、氢能、生物质能、核能、风能、地热能、海洋能等可再生能源也正得到广泛的利用，了解新能源的开发和利用现状与前景,对我国的能源开发与建设是很有意义的。 关键词：太阳能氢能生物质能核能风能地热能海洋能 随着世界经济的发展，各国对能源的需求量也越来越大.在当前的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气、煤炭等化石能源.但是化石燃料的使用给人类带来了环境污染和能源短缺的现实压力，这使得全世界开始关注新能源，而且希望新能源能够克服化石燃料燃烧带来的污染和可能出现的能源枯竭问题。太阳能、风能、生物质能等作为新新能源，已经是当前国际能源开发利用领域中的新热点。 一、新能源 新能源是指以新技术为基础,系统开发和利用的能源，包括风电、太阳能、生物质能等新能源。新能源具有资源消耗低、清洁程度高、潜在市场大、带动能力强、综合效益好等优势。 1.1太阳能 太阳能一般指太阳光的辐射能量，它是一种巨大且对环境无污染的能源，地球每秒钟获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤发出的能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。利用太阳能可以建成温室大棚、太阳房等节能建筑；太阳集热器作为热源可代替传统锅炉；使用太阳能热水器和太阳灶等，可节约生活燃料；太阳能还可用来淡化水、致冷、发电；太阳能电池在人造地球卫星上已被成功使用，现在开始转向地面应用。利用光电池直接把太阳能转换为电能，是利用太阳能的最有前途方式。利用太阳能发电，可省去费用庞大的输电设备，随着太阳能电池转换效率的提高及太阳能电力成本的降低，其发电成本将大大低于目前各种发电成本，前景非常诱人。可以预见，太阳能将成为21世纪人类的一种主要能源。 1.2 核能 核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特?爱因斯坦的方程E=mc^2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式： A.核裂变能 谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量 B.核聚变能 由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。 C.核衰变 核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。 核能作为清洁、高效的新能源，在近几十年间得到了快速的发展。但是，发生在日本的一场核电风暴，给人们的头上泼了一盆冷水。核电安全问题迅速成为人们最为关注的热点，全世界都在进行着一场轰轰烈烈的关于核能去留问题的大讨论。连传统的核电大国——法国也开始讨论核电要不要发展的问题。核电发展潜力巨大，中国已成为世界上核电在建规模最大的国家。 1.3 海洋能 海洋面积占地球总面积的70.８％，一望无际的汪洋大海不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量。海洋新能源是指依附在海水中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。据估计，全球海洋能的蕴藏量大约是776亿kw。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。海洋能具有以下特点：1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。 2.海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。 1.4 风能 风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机应用广泛，为风力发电的主流机型。 1.5 地热能 地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。 地热包括深部地热资源和浅层地热能,属于可再生洁净能源和资源,也称地质新能源。与煤炭、石油、天然气等传统不可再生能源相比,地热能具有清洁、环保、分布广泛、可再生、不受外界条件影响的优势。地热是一种清洁的可再生资源,广泛用于供暖、洗浴、养殖、种植和发电。到2005年,世界地热直接利用设备容量为2.8×1010W,总产量7.42×1013W?h;地热发电总装机容量8.9×109W,发电量5.68×1013W?h [17]冰岛是世界上地热利用率最高的国家，冰岛地热田全国有 800 多处，利用地热能，冰岛人发电、家庭取暖、温室种植和养鱼等，已被普遍开发。冰岛政府提供的数据显示，地热已保证了冰岛 55%的能源供应。 1.6 氢能 氢的原子序数为 1，常温常压下呈气态，在超低温、高压下又可成为液态。作为能源，氢能具备其它能源所没有的特点：
学号： 学院化学化工学院 专业化学工程与工艺 年级 姓名 论文（设计）题目氢能源的开发与应用前景展望指导教师职称副教授 成绩 2010年6月4日
目录 摘要 (1) ABSTRACT (1) 1 氢能源简介 (1) 2 新制备方法的研究 (2) 2.1电解法制氢 (2) 2.1.1 固态聚合物电解 (2) 2.1.2 高温电解水蒸气制氢 (2) 2.2分解法制氢 (2) 2.2.1 硫化氢制氢 (2) 2.2.2 热化学循环分解水 (3) 2.2.3 生物分解水制氢 (3) 2.2.4 从海水中制氢 (3) 2.3其他新方法制氢 (4) 2.3.1 固体生物质制氢 (4) 2.3.2 硼氢化钠水解制氢 (4) 2.3.3 生物制氢 (4) 2.3.4 其他新方法 (4) 3 新应用领域的开发 (5) 3.1电力方面的应用 (5) 3.1.1 863燃料电池城市客车 (5) 3.1.2 氢气发电 (5) 3.1.3 氢燃料电池 (6) 3.2其他方面的应用 (6) 3.2.1 良好的载能体 (6) 3.2.2 家用氢能 (6) 3.2.3 污水综合治理利用 (6)
3.2.4 原子氢焰 (6) 4 新储氢材料的研制 (7) 4.1高压气态储存 (7) 4.2低温液氢储存 (7) 4.3金属氢化物储存 (7) 5 结束语 (8) 参考文献 (8)
氢能源的开发与应用前景展望 摘要：当前,氢能源的研究、开发和利用正受到越来越广泛的重视。到21世纪中叶，氢能有可能将取代石油，成为最广泛使用的燃料之一。随着人类社会能源开发的日益迫切，氢能源将成为一种人类所期待的清洁的二次能源。本文将详细介绍目前氢能源的一些新的制备方法、新的应用领域以及新的储氢材料。 关键词：氢能源；开发与应用前景；氢能源的制备方法；氢能源的应用领域；储氢材料的研制 Abstract:At present, the hydrogen energy research, development and utilization is being more and more extensive attention. To 21 centuries middle period, hydrogen could be replaced oil, become one of the most widely used of fuel. With the development of human society increasingly urgent energy, hydrogen will become a human to clean secondary energy. This will be detailed introduction of hydrogen at some new preparation methods, new applications and new hydrogen storage material. Key words: Hydrogen energy; The development and application prospect; The preparation methods of hydrogen energy; Hydrogen application fields; Hydrogen storage material 按现在的开采速度估计，世界上的煤、石油、天燃气等化石能源将在几十年内逐渐枯竭，并带来严重的环境污染问题，从而造成冰雪消融，冰川退缩，全球气候变暖。能源短缺和环境保护是21世纪经济发展和能源领域最重要的课题。氢气燃烧性能好，热值高，应用广泛，适合于一切需要燃气的地方。氢能源在二十一世纪很有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。它是一种极为优越的新能源。 1 氢能源简介 用氢能作燃料已有多年，氢焊、火箭发动机等大量应用氢燃料，但把氢能作为新能源则是指把氢作为像煤油、天然气那样的通用能源使用]1[。 从常规能源的角度看，氢能源是作为燃料或能量的载体与别的物质发生化学反应或物理作用过程中(不包括原子核的变化)所交换的能量。如果把氢的同位素氘、氚的聚变反应释放的能量也包括在内，氢能源的含义就更广了]2[。
（能源化工行业）新能源的 开发和利用
新能源的开发和利用 教学目的 1.使学生了解开发利用新能源的必要性和可行性以及几种新能源的性能。 2.通过对常规能源和新能源的分类和比较，提高学生分析问题的能力。 3.在学习新能源知识的基础上，培养同学初步建立要珍惜能源资源，努力开发新能源的思想，激励他们树立自觉学习科学技术的决心。 课型讲授新课。 教学方法讲述和问答相结合的方法。 教学重点和难点重点是新能源开发利用的必要性和可行性，难点是新能源的特点。 教学用具自制投影片（或画片）：①火电站和核电站壹日燃料运量的比较；②太阳灶；③荷兰风车；④风力发电装置；⑤沼气池。 教学提纲 第五节新能源的开发利用 壹、人类为什么要寻找新能源 1.能源及分类 2.人类为什么要开发新能源 二、主要新能源介绍 1.核能 2.太阳能 3.风能 4.生物能 教学过程 引入新课你知道我国建设和建成的俩个核电站在哪里吗？（浙江杭州湾附近的秦山核电站和广东大亚湾核电站）。 核能是人类新近利用的壹种新能源，我国正在积极研究核能。人类为什么要寻找和研究这些新能源呢？今天我们就来探讨新能源的开发利用。 第五节新能源的开发利用（板书） 壹、人类为什么要寻找新能源（板书） [提问]请问，能源在生产生活中的主要用途是什么？（提供热能和动力。） [提问]你知道我国目前广泛使用的能源有哪些吗？（煤、石油、天然气、木材、水能等。）[教师总结]像煤、石油、天然气等矿产燃料以及水能资源，是目前人类广泛应用的能源，在技术上也比较成熟，我们称之为常规能源。 [提问]除这些常规能源外，你能说出哪些目前人类正在积极研制或很有利用前途的其他能源？（核能、太阳能、潮汐、地热、生物能等。） [教师总结]像刚才同学所列举的这些刚开始利用或正在积极研究、有待推广的能源，我们称之为新能源。 所以，我们能够把能源分成俩类： 1.能源及分类（板书） ［提问]请判断“风能”是常规能源，仍是新能源？（新能源。在古代，人们就开始利用风能，如风帆船、风帆车辆、风力抽水机等。从这个意义上说，风能应是常规能源。但这样直接利用风力规模小，也不稳定。当下为了进壹步利用风力，正在研究用风力来发电，所以把风能也划为新能源。） ［提问]我们经常使用的煤、石油、天然气等常规矿产能源是可更新资源仍是不可更新资源？几十年或更长时间这些资源会出现什么现象？其后果怎样？（是不可更新资源。会开发用尽。
氢能源的开发和利用 摘要 随着化石燃料等不可再生资源的日益紧缺和环境污染日益加重，人们迫切需要寻找替代能源。氢能作为可持续、清洁的能源而被广泛研究，是未来人类的理想能源之一，对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。本文主要述评了氢能制备、氢能储运、氢能利用在国际和国内的最新研究动态，并对氢能未来开发前景进行了展望。 关键词：氢能源氢能制备储氢技术氢能利用
目录 前言 (3) 第一章氢能制备方法 (4) 1.1矿物燃料制氢 (4) 1.2电解水制氢 (4) 1.3甲烷催化热分解制氢 (4) 1.4生物制氢 (5) 第二章储氢技术 (6) 2.1高压气态储氢 (6) 2.2低温液态储氢 (6) 2.3固态储氢 (6) 第三章氢能利用方法 (7) 3.1氢内燃机 (7) 3.2燃料电池 (7) 3.3核聚变 (8) 第四章国内外氢能研究开发现状 (9) 第五章展望和总结 (11) 参考文献 (12) 致谢 (14)
前言 能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。然而在能源开发及利用的研究总，人们发现有的能源与一般的矿物能源不同，入太阳能、风能、潮汐能等再生性能源。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能力密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过度的主要桥梁。 作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，于其他燃料相比氢燃烧时最清洁。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用为结构材料。用氢代替煤和石油，不需要对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中氢是极好的传热载体。所有，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点。
氢能的开发利用精选文 档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
氢能的开发与利用 摘要伴随21世纪的到来，世界各国都面临着亟待解决的能源问题。氢能是高效清洁环保型新能源，当前在世界范围内氢能源研究开发十分活跃，在我国发展氢能源具有重要的战略意义。文章总结了氢能源的生产现状和未来的发展趋势，详述了氢能源制备和存储所面临的问题，提出了关于氢能源未来发展趋势的一些见解。 关键词氢能源生物制氢储氢材料 Abstract Along with the coming of the 21st century，every country of the world encountered with the problem of energy requirement．Hydrogen is a best kind of new green energy with high calorific value．Its development has very important denotation of strategy in our country．Essay summarizes the status of research hydrogen energy and write up two questions we facing during the produce and storage of hydrogen last show some views about developing of hydrogen energy. Keywords hydrogen energy hydrogen produced using living things
建筑节能与新能源的开发利用 随着经济的快速发展，中国已经成为仅次于美国的世界第二大能源消费国，能源供应与消费之间的矛盾日益突出，环境质量日趋恶化，并已经成为制约我国经济和社会进一步发展的最大障碍。因此，国家已把节约能源、保护环境作为我国实现可持续发展的基本国策。 节约能源保护环境功在当代，利在千秋，国家采取了一系列行之有效的措施，尤其是建筑行业节能效果更为显著。我国的建筑节能经历了以下几个发展阶段：1996年前，居住性建筑执行1980～1981年的设计标准，能耗大，每平方米耗能约25公斤标煤，基本不属于节能建筑。1996年至2000年有部分执行节能30%的设计标准，能耗20公斤标煤；2000年后执行国家节能50%的设计标准，能耗指标12.9公斤标煤。2008年实施节能65％标准。 以下从三方面详述建筑节能与新能源的开发利用： 1，建筑外围护结构节能技术：建筑外围护结构节能内容主要有：外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等等； 2，建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术：建筑供热制冷系统和建筑设备节能内容主要有：热电冷联产技术、供热系统温控与热计量技术、空调蓄冷技术、空调系统变频控制技术、热回收技术； 3，可再生能源在建筑中应用技术。可再生能源在建筑中应用技术内容主要有：太阳能（包括光热、光电）利用技术、浅层地源热泵（包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源）和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。 一、建筑外围护结构节能技术及存在问题
（一）、外墙保温隔热技术基本情况 1、外墙保温隔热技术应用与发展 这方面的技术有：模塑聚苯乙烯泡沫塑料板（简称EPS）薄抹灰外墙外保温系统；机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术有：如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统；发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统；这些技术系统代表了我国当今技术主潮流，应用广泛。 随着我国部分先进地区开始执行节能率达65%的第三步建筑节能标准，和公共建筑节能标准的实施，最近几年国内还研发了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（简称XPS）外保温技术、胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术（EPS系列）以及聚氨酯（简称PU）高效外保温技术，现在，我公司的鹭港项目建筑设计全部执行节能65%标准，外墙保温为XPS和EPS两种 此外，针对现在保温材料以有机材料为主，其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况，还研发了以矿（岩）棉、玻璃棉、为代表的无机保温材料外保温系统，多应用于外装修如玻璃幕墙或铝塑板，铝单板内的保温层。 还有一些企业正在研究外墙外保温系统上贴瓷砖的技术，这些技术还有相当多的研究工作需要完成才能可靠的应用于工程。 与外墙内、外保温系统同时存在的还有，以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。 我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分，正在朝着：性能高中低档搭配，材料多种、性能多样，能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。
氢能源的开发与利用 当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。 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，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样一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： l、重量最轻的元素。标准状态下，密度为0.8999g/l，－252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。 2、导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。 3、自然界存在最普遍的元素。据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。 4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 5、燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 6、无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无损。 7、利用形式多。既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。 8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 9、可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。 10、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 11、氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。 时至今日，氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。 目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究，至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。 发展氢能源，将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步。 在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。 氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送方便，是航天、航空等高速飞行交通工具最
全球氢能源现状分析 1. 燃料电池市场现状 燃料电池是将氢气化学能直接转化为电能的装置,是氢能高效转化及利用的最佳方式，具有转换效率高、零污染、零排放等优点。 氢能燃料电池转换效率可达60%，是内燃机效率的3 倍左右，十分高效；加强速度方便快捷，一般3-5 分钟即可加满；能量密度高，热值是LNG 的两倍、汽油的三倍，车载续航里程可达500-1000 公里；储存方式多样，可以是压缩气态储氢、液化储氢、金属氢化物储氢、碳吸附储氢等方式，相对于车载燃油和锂电池更为便捷，且氢气极易消散，具有更高的安全性。 根据数据统计显示，从出货量数量统计来看，全球燃料电池出货量增长明显，2009 年全球14.4 千个，2012 年增至4.57万个，到2017 年全球燃料电池出货量达7.26 万个。从出货容量统计看，2009 年全球燃料电池出货容量为 86.5MW，2016 年增至516.5MW，2017 年燃料电池出货容量达669.7MW。 目前，全球燃料电池生产区域较为集中，主要集中在欧洲、北美、亚洲少数国家，根据数据统计显示，2017 年欧
洲燃料电池出货量为5.1 千个，北美燃料电池出货量为9.9 千个，亚洲出货量5.68 万个。按照容量统计，2017 年欧洲燃料电池出货量为39.1MW，北美燃料电池出货量为325.5MW，亚洲出货量303MW。 2. 燃料电池乘用车市场现状 目前燃料电池乘用车的市场主要以美国、日本和欧洲为主，具体包括美国、日本、挪威、荷兰、法国、德国、英国、瑞典、比利时、瑞士、奥地利、丹麦、意大利、韩国、爱尔兰和芬兰。 全球从2013 年开始有燃料电池乘用车的销量，2013 年—2017 年11 月份全球燃料电池的销量分别为33 辆、159 辆、711 辆、2312 辆和2966 辆。 3. 加氢站市场现状 据OFweek 统计，全球加氢站的60％由美国空气产品公司、法国液化空气公司和林德集团建设。空气产品公司是国际氢能委员会指导级别成员，将所开发的加氢站技术提供给欧洲、中国、日本和美国。液化空气集团参与建设及投资运营的加氢分布在欧洲、美国、日本和阿联酋等地，具有丰富的加注站设备数据及相关技术。 林德拥有成熟的加氢机技术，提供的产品按压缩技术的不同，可以分为低温抽气泵、离子压缩机和活塞式压缩机加氢机，共有8种型号。加氢效率最高的是采用离子压缩机的
氢能的开发与利用 摘要伴随21世纪的到来，世界各国都面临着亟待解决的能源问题。氢能是高效清洁环保型新能源，当前在世界范围内氢能源研究开发十分活跃，在我国发展氢能源具有重要的战略意义。文章总结了氢能源的生产现状和未来的发展趋势，详述了氢能源制备和存储所面临的问题，提出了关于氢能源未来发展趋势的一些见解。 关键词氢能源生物制氢储氢材料 Abstract Along with the coming of the 21st century，every country of the world encountered with the problem ofenergy requirement．Hydrogen is a best kind of new green energy with high calorific value．Its development has very important denotation of strategy in our country．Essay summarizes the status of research hydrogen energy and write up two questions we facing during the produce and storage of hydrogen energy.At last show some views about developing of hydrogen energy. Keywords hydrogen energy hydrogen produced using living things hydrogen storage materials 1. 引言 面对当前石油危机，世界各国都高度重视，都在千方百计地寻找对策，有的不断地加大石油天然气开发；有的大力发展太阳能和风能；有的不断加大对绿色再生资源的开发利用；有的不惜耗费巨资进行煤变油，以应对石油短缺和恐慌。即使如此，从目前情况来看，解决石油危机没有也不可能有较大起色和效果，更谈不上从根本上遏制石油危机对各国发展造成的严重危害。因此，当前大力发展氢能源就是突破石油魔咒，实现新能源战略拐点的最好选择。因为石油天然气存量有限，风能和太阳能受气候影响，绿色再生资源受土地和时间的限制，煤变油受资源技术和生产成本的限制，它们都是半天候的资源。而只有氢能源才是全天候的资源。地球上的水可谓是取之不尽、用之不竭，用水制作氢能源有着无可比拟的巨大优势和无限广阔的前景。 2. 研究概况