氢能源的介绍课件PPT

西安科技大学
《清洁生产与循环经济》
班级 环境工程0901 姓名 尹训飞 学号 0909050115
氢能的开发与利用
1.安全环保 2.高温高能 3.热能集中 4.自动再生 5.催化特性 6.还原特性 7.变温特性 8.来源广泛 9.即产即用 10.应用范围广
十全十美
氢能的优势:
① 资源丰富。氢的制取原料可以是水，地球上储存的水资源较为丰
利用举例：
燃料电池、利用氢能上天、氢能汽车、氢能燃料发电、 生活用氢等
氢能的开发与利用
北京奥运会期间的氢能源公交车
• .氢能的利用途径
①氢气燃烧放热（如液态氢 作为火箭燃料）
②用高压氢气，氧气制作氢氧燃料 电池
③利用氢的热核反应释放的 核能（氢弹）
碳纳米管储氢材料
应用
质子
交换
膜型
燃料
电池
氢能汽车加氢
• 微生物制氢
• 微生物制氢技术亦受人们的关注。利用微生物在常温常压下进行酶催 反应可制得氢气。生物质产氢主要有化能营养微生物产氢和光合微生 物产氢两种。属于化能营养微生物的是各种发酵类型的一些严格厌氧 菌和兼性厌氧菌）发酵微生物放氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋 白质等。目前已有利用碳水化合物发酵制氢的专利，并利用所产生的 氢气作为发电的能源。光合微生物如微型藻类和光合作用细菌的产氢 过程与光合作用相联系，称光合产氢。
应160年。
铀的年开采量目前为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的
估计可维持到21世纪30年代中期。 核聚变到2050年还没有
实现的希望。
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氢能源 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。
国内外的专家预言：氢能源将成为化石燃料
氢能源
瑞士氢燃料电池市政清扫车
奔驰2009新款燃料电池巴士
ENV氢燃料电池摩托车
按石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为
1180~1510亿吨，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。
天然气储备估计在131800~152900兆立方米。年开采量维持在
2300兆立方米，将在50年内枯竭。
煤的储量约为5600亿吨。1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供
生物质制氢
• 生物质资源丰富，是重要的可再生能源。生物质可通过气化和微生物 制氢。
• 生物质气化制氢
• 将生物质原料如薪柴、麦秸、稻草等压制成型，在气化炉（或裂解炉） 中进行气化或裂解反应可制得含氢燃料。我国在生物质气化技术领域 的研究已取得一定成果，在国外，由于转化技术的提高，生物质气ห้องสมุดไป่ตู้ 已能大规模生产水煤气，其氢气含量大大提高。
氢能的应用
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源 ，主要有以下三种利用方式：
1、 利用氢和氧化剂发生反应释放出热能，如在热力发动机中燃料产生 机械功； 2、 利用氢和氧化剂在催化剂作用下获取电能，如通过燃料电池进行化 学反应直接生产电能； 3、 利用氢的热核反应释放出核能，如氢弹就是利用了氢的热核反应释 放出的核能，是氢能的一种特殊应用。
④ 氢能能够存储，而电是很难存储的。
⑤ 氢能应用范围广，适应性强，例如通过氢还原的方式可以直接炼钢
和制取甲烷。
电解水制氢
• 水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过 程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量， 则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％， 其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限 制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我 国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能 取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已 进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及 使用寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。同时，太阳能、风能 及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节，贮存 转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时 富余电能也可用于电解水制氢，达到储能的目的。我国各种规模的水 电解制氢装置数以百计，但均为小型电解制氢设备，其目的均为制提 氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法 必将得到发展。
的最有希望的替代能源之一.
富，并且在较长的时间内不受限制。
② 污染较小。氢燃烧后的产物是水，对环境的污染较小，而且不会破
坏水的自然循环。最直接的好处就是如果有一天地球上全部使用氢 能源，则诸如温室效应、酸雨、厄尔尼诺现象都会消失。
③ 氢燃烧速度快，热值大〔⊿H（298.15K）=-286kJ／mol〕。根据
这一点，氢可以作为很好的动力能源。实验证明，氢的燃烧效率 比汽油高45%以上。
• 以重油为原料部分氧化法制取氢气重油原料包括 有常压、减压渣油及石油深度加工后的燃料油， 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热量及一定的 反应温度。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，故为人们重视。 我国建有大型重油部分氧化法制氢装置，用于制 取合成氢的原料。
以煤为原料制取含氢气体的方法 主要有两种：
一是煤的焦化（或称高温干馏） 二是煤的气化。
焦炉煤气变压吸附制氢装置
未来型能源厂房
• 以天然气或轻质油为原料制取氢气该 法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转 化制得氢气。主要发生下述反应：
• CH4＋H2O→CO＋H2 • CO＋H2O→COZ＋HZ • CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）
光解水制氢系统
水解制氢设备
矿物燃料制氢
• 以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当 今制取氢气是主要的方法。该方法在我国 都具有成熟的工艺，并建有工业生产装置。 煤为原料制取氢气在我国能源结构中，在 今后相当长一段时间内，煤炭还将是主要 能源。如何提高煤的利用效率及减少对环 境的污染是需不断研究的课题，将煤炭转 化为氢是其途径之一。