氢能

氢能HydrogenEnergy主要内容-氢能简介-氢的制取-氢的运输-氢能应用氢的声音氢能简介氢是原子序数为1的化学元素，化学符号为H，在元素周期表中位于第一位。其质子相对质量1.00794，是最轻的，也是宇宙中含量最多的元素，大约占据宇宙质量的75%。氢能简介氕（氢-1）：氢最常见的同位素是氕（piē）（氢-1），含1个质子，不含中子。氢的同位素氘（氢-2）：氘为氢的一种稳定形态同位素，也被称为重氢，元素符号一般为2H或D。它的原子核由一颗质子和一颗中子组成。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一。氢（H）的同位素,其相对原子质量为普通轻氢的二倍,少量的存在于天然水中,用于核反应,并在化学和生物学的研究工作中作示踪原子。氚（氢-3）：氚，亦称超重氢，是氢的同位素之一，元素符号为T或3H。它的原子核由一颗质子和两颗中子所组成，并带有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年。自然界中存在极微，从核反应制得。主要用于热核反应。另外，氢还有氢4、氢5、氢6、氢7等同位素，都是人工合成，其半衰期都为秒数量级。氢能简介2210氢的同位素氢与自然氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0℃下，氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充），氢气主要用作还原剂。氢能简介氢气和水形成氢能简介阿布扎比的麦瑞娜购物中心开辟乘坐大型氢气球升空的旅游项目，以吸引更多的人前来购物。该氢气球直径22米，升空高度120米，由一根缆索与地面相连，乘客在上面可以观赏阿布扎比市容。氢气的理化特性氢能简介氢气是无色并且密度比空气小的气体（在各种气体中，氢气的密度最小。标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，相同体积比空气轻得多）。因为氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气。另外，在101千帕压强下，温度-252.87℃时，氢气可转变成无色的液体；-259.1℃时，变成雪状固体。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时（如点燃、加热、使用催化剂等），情况就不同了。如氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性（特别是被钯吸附）。金属钯对氢气的吸附作用最强。氢能简介等离子态氢发出的紫色光氢气与氧气燃烧，放出接近无色的火焰氢气的发现氢能简介在化学史上，人们把氢元素的发现与“发现和证明了水是氢和氧的化合物而非元素”这两项重大成就，主要归功于英国化学家和物理学家卡文迪许（Cavendish，H.1731-1810）。在古希腊：恩培多克勒提出，宇宙间只存在火、气、水、土四种元素，它们组成万物。从那时起直到18世纪70年代，人们一直认为水是一种元素。氢能简介氢气的发现1781年，普利斯特里将氢气和空气放在闭口玻璃瓶中，用电火花引爆，发现瓶的内壁有露珠出现。同年卡文迪许也用不同比例的氢气与空气的混合物反复进行这项实验，确认这种露滴是纯净的水，表明氢是水的一种成分。1782年，拉瓦锡重复了他们的实验，并用红热的枪筒分解了水蒸汽，明确提出正确的结论：水不是元素而是氢和氧的化合物，纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年，他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“Hydrogen”（氢），意思是“产生水的”，并确认它是一种元素。氢能的定义定义1：氢原子在高温高压下聚变成一个氦原子反应所产生巨大的能量。是人类社会未来极重要的能源。氢能简介定义2：燃烧氢所获取的能量。氢燃烧时与空气中的氧结合生成水，不会造成污染，而且放出的热量是燃烧汽油放出热量的2.8倍。氢能简介氢能通常是指通过氢气和氧气反应所产生的能量，是氢的化学能。氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得，因此是二次能源。氢能简介氢能具有以下主要优点：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。氢能简介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。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。氢能的发展氢能简介氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣，到20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。各国政府的支持氢能简介据Nikkei（日本经济新闻社）报道：为推进2015年燃料电池汽车的量产计划，日本政府将在6月份制定加氢站优惠政策。日本政府计划到2015年建设100座加氢站，为燃料电池车的运行提供氢气，参与建设加氢站的公司将得到政府的补助。(2012-06-11)据韩知识经济部网站29日报道，韩国计划于年内建成世界规模最大的氢燃料社区。该社区将利用石化产品生产或发电过程中产生的氢气生产氢燃料电池，年供电和供热量分别达1664兆瓦、2026Gcal，可同时向150户居民和10栋商用建筑供电供暖。（2012-5-29）丹麦政府最近宣布了一项2020年能源发展计划，采取一系列措施进行氢能基础设施建设和燃料电池汽车的开发，整体目标是到2050年完全摆脱对化石燃料的依赖。（2012-05-29）。。。。。。氢能简介各国政府的支持在过去的四个“5年计划”中，燃料电池和氢能在不同程度上得到了政策支持：第九五期间(1996-2000)约有3000万人民币；第十五期间(2001-2005)的总计划投资接近1亿人民币；在十一五期间(2006-2010)有3300万人民币。中国燃料电池和氢能研究相关的政府资金支持主要来自863国家高新技术研发项目和973国家基础研究项目，项目目标由科技部确定，主要目标是提高寿命和降低成本。十二五期间(2011-2015)的投资包括主要用于863项目的1亿人民币和973项目中另有7000万的投资，资金将被五五分，分别用于SOFC（固体氧化物燃料电池）和非铂催化剂的研发，多与中国大学（如清华大学、同济大学）联合进行项目研究。·氢能简介北京奥运期间，北汽福田/清华燃料电池大客车3辆作为公交车使用。上海大众/同济的燃料电池轿车20辆，主要作为科技部和北京运输局的公共用车。2007年，中国第一座工业氢副产品加氢站建成于上海安亭。目前，中国有四座固定加氢站和五辆移动加氢车，使用的氢气主要来自工业副产氢。在上海，副产氢气足够10000辆FCEV（Fuelcellvehicles）的使用需求量。氢能简介此外，2011年6月，40位中国科学家在北京召开氢能与燃料电池圆桌会议，会议主要是确定燃料电池技术在中国的发展状况，并建议政府在2015年FCEV商业化之前加大对燃料电池的支持力度，并在上海和北京之间建立一条氢能高速公路，但目前计划尚未达成。2012上海国际氢能、燃料电池技术及应用展览会氢能简介中国上海国际氢能、燃料电池技术及应用展览会是中国最大的氢能、燃料电池领域的行业盛会，涵盖了氢能、燃料电池领域的所有产品，是目前国内针对氢能、燃料电池领域规模最大的行业展会之一。是国家级、国际性的氢能及燃料电池的展览会，涵盖氢能示范站、制氢设备与储存、安全检测、燃料电池产品、原材料、设备及相关辅助装备八版块。将于2012年7月18日-20日在上海光大会展中心举行。氢的制取氢的制取实验室制氢氢的制取Zn+2HCL==ZnCL2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCL2+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+H2↑电解水制氢氢的制取电解水制氢是目前最为广泛使用的将可再生资源转换为氢的技术。多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。氢的制取左图为电解槽右图为电解水装置氢的制取水分子在阳极失去电子，被分解为氧气和氢离子，氢离子通过电解质和隔膜到达阴极，与电子结合生成氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。电解水氢的制取矿物燃料制氢1）以煤为原料制取氢气二是煤的气化。气化是指煤在高温常压或加压下，与气化剂反应转化为气体产物。气化剂为水蒸气或氧所（空气），气体产物中含有氢等组份，其含量随不同气化。一是煤的焦化（或称高温干馏），焦化是指煤在隔绝空气条件下，在900~1000℃制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55%~60%（体积）、甲烷23%~27%、一氧化碳6%~8%。每吨煤可得煤气300~350，亦是制取氢气的原料。3m氢的制取2）以天然气或轻质油为原料制取氢气该方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：222224HCOOHCOHCOOHCH反应是在800~820℃下进行的。从下面的反应可知，也有部分氢气来自水蒸汽。用该方法制得的气体组成中，氢气含量可达74%（体积），其生产成本主要取决于原料价格。以石油及天然气为原料制氢的工艺已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用于制取化工原料。3）以重油为原料部分氧化法制取氢气氢的制取重油原料包含有常压、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。生物质制氢氢的制取生物质作为能源，其含氮量和含硫量都比较低，灰分份额也很小，并且由于其生长过程吸收二氧化碳,，使得整个循环的二氧化碳排放量几乎为零。生物质制氢可通过生物质气化制氢和微生物制氢。氢的制取将生物质原料如薪柴、锯末、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气。氢的制取生物质气化制取氢气实验装置微生物制氢氢的制取微生物转化制氢法主要包括直接生物光解，间接生物光解，光发酵，光合异养细菌水气转换反应合成氢气，暗发酵和微生物燃料电池技术。光解水制氢技术氢的制取光解水制氢是微藻及蓝细菌以太阳能为能源，以水为原料，通过光合作用及其特有的产氢酶系，将水分解为氢气和氧气。此制氢过程不产生CO。蓝细菌和绿藻均可光裂解水产生氢气，但它们的产氢机制却不相同。蓝细菌的产氢分为两类：一类是固氮酶催化产氢和氢酶催化产氢；另一类是绿藻在光照和厌氧条件下的产氢，由氧酶催化。氢的制取暗发酵制氢技术暗发酵制氢是异养型厌氧细菌利用碳水化合物等有机物，通过暗发酵作用产生氢气。以造纸工业废水、发酵工业废水、农业废料、食品工业废液等为原料进行生物制氢，既可获得洁净的氢气，又不另外消耗大量能源。氢的制取以含淀粉、纤维素、有机物的工农业废料暗发酵生产氢气的过程图氢的制取光发酵制氢技术光发酵制氢是光合细菌利用有机物通过光发酵作用产生氢气。有机废水中含有大量可被光合细菌利用的有机物成份。近年来，利用牛粪废水、精制糖废水、豆制品废水、乳制品废水、淀粉废水、酿酒废水等作底物进行光合细菌产氢的研究较多。光合细菌利用光能，催化有机物厌氧酵解产生的小分子有机酸、醇类物质为底物的正向自由能反应而产氢。氢的制取太阳能制氢技术1）太阳能电解水制氢太阳能电解水制氢与电解水制氢类似，第一步是将太阳能转换成电能，第二步是将电能来电解水制氢，构成所谓的太阳能光伏制氢系统。由于太阳能-氢的转换效率较低，在经济上太阳能电解水制氢至今仍难以与传统电解水制氢竞争。氢的制取2）太阳热分解水制氧热分解水制氢有两种方法，即直接热分解和热化学分解。前者需要把水或蒸汽加热到3000K以上温度时水中的氢和氧才能够分解。这种分解主要优点是效率高，无环境污染，不需要中间催化剂。缺点是太阳能聚焦费用太昂贵。后者是在水中加入催