《制氫技術(shù)簡介》課件

?制氫技術(shù)簡介?PPT課件本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！themegalleryContents目前的能源結(jié)構(gòu)與現(xiàn)狀1太陽能利用的基本途徑2氫能經(jīng)濟(jì)緣起3氫能技術(shù)的難點(diǎn)4Youcanbrieflyaddoutlineofthisslidepageinthistextbox.制氫技術(shù)簡介5相關(guān)公司和機(jī)構(gòu)6一、目前的能源構(gòu)造與現(xiàn)狀世界能源主要依賴不可再生的化石資源；我國能源構(gòu)造面臨經(jīng)濟(jì)開展和環(huán)境保護(hù)的雙層壓力；氫能作為理想的清潔的可再生的二次能源，其形成的關(guān)鍵是廉價(jià)的氫源；太陽能資源豐富、普遍、經(jīng)濟(jì)、干凈。太陽能光分解水技術(shù)可望獲得廉價(jià)的氫氣，還可就地生產(chǎn)。其其煤石油天然氣其他中國石油煤天然氣其他世界CxHy+O2H2O+CO2+SO2+NOx

1、光-熱轉(zhuǎn)換2、光電轉(zhuǎn)換

a)光伏電池

b)光電化學(xué)電池

c)染料敏化光電化學(xué)電池3、光－化學(xué)能轉(zhuǎn)換二、太陽能利用的根本途徑光?化學(xué)能轉(zhuǎn)化FuelsCOSugarHOO222H2OOH22scMeSemiconductor/LiquidJunctions太陽能＋水＝氫？Photosynthesis氫能經(jīng)濟(jì)的設(shè)想ChryslerNatrium車(2001)三、氫能經(jīng)濟(jì)的緣起如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地廉價(jià)制氫？—制氫如何經(jīng)濟(jì)、合理、平安地儲(chǔ)存氫？—儲(chǔ)氫如何高效率、低本錢地利用氫？—利用氫四、氫能技術(shù)的難點(diǎn)1.化石燃料制氫—目前主要的制氫方法成熟、廉價(jià)，但資源和環(huán)境問題并未解決2.生物質(zhì)為原料制氫光合效率、水土面積、集中和儲(chǔ)運(yùn)本錢等問題3.水分解制氫利用光化學(xué)、熱化學(xué)和電化學(xué)方法制氫。然而，太陽能的收集、高品質(zhì)熱能和電能的產(chǎn)生方法，都是首先要解決的問題。五、制氫技術(shù)簡介合成氨：50％石油精練：37％甲醇合成：8％全球年產(chǎn)氫：5000億Nm3化石燃料制氫占96%(1)甲烷重整(SteamMethaneReformation,SMR)1、化石燃料制氫SMR反響利用有機(jī)物高溫下與水的反響，不僅自身脫氫，同時(shí)將水中的氫解放出來。此法也適于生物質(zhì)制氫。五、制氫技術(shù)簡介(2)天然氣熱解制氫將天然氣火焰在裂解爐加熱到1400℃，關(guān)閉裂解爐使天然氣發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和碳黑。裂解爐CH4H2碳黑甲烷的部分氧化：

CH4+O2→CO(g)+H2(g)五、制氫技術(shù)簡介(3)煤汽化：

C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)(4)重油局部氧化CnHm+O2→CO〔g〕+H2〔g〕CnHm+H2O→CO〔g〕+H2〔g〕H2O+CO→CO2〔g〕+H2〔g〕五、制氫技術(shù)簡介2、電解水制氫

正極：2OH－

H2O+?O2+2eφ=0.401V負(fù)極：2H2O+2e

2OH－

+H2φ=－0.828V

理論分解電壓1.23V，每1Kg氫電耗為32.9KWh。實(shí)際為～46.8KWh。(1)堿性水溶液電解2OH-

H2O＋?O2+2e2H2O+2e

2OH-+H2采用Ni或Ni合金電極，效率～75％SPE電解水技術(shù)的主要問題是質(zhì)子交換膜和電極材料的價(jià)格昂貴。(2)質(zhì)子膜電解水發(fā)生器隔膜:全氟磺酸膜(Nafion)陰極:Pt黑陽極:Pt、Ir等的合金或氧化物3、生物質(zhì)制氫五、制氫技術(shù)簡介(1)生物質(zhì)能的特點(diǎn)可再生性，生物質(zhì)能通過植物光合作用再生，可保證其永續(xù)利用；低污染性，生物質(zhì)硫、氮含量低、燃燒生成SO2等較少，生長時(shí)所需CO2相當(dāng)于排放量，因而CO2凈排放量近似于零，可減輕溫室效應(yīng)；廣泛分布性，缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能；總量十分豐富，僅次于煤炭、石油和天然氣。(2)生物制氫技術(shù)藻類和藍(lán)細(xì)菌光解水；光合細(xì)菌光分解有機(jī)物；有機(jī)物發(fā)酵制氫；光合微生物和發(fā)酵性微生物的聯(lián)合運(yùn)用生物質(zhì)熱解或氣化制氫。(3)生物質(zhì)制氫兩大途徑熱化學(xué)分解過程包括高溫氣化或中溫?zé)岱纸庖约凹铀纸獾龋鹊玫胶珻O和H2的氣體，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氫氣。生物過程包括:1〕厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷為主的氣體然后加工為氫氣；2〕利用某些微生物(如綠藻)的代謝功能，通過光化學(xué)分解反響產(chǎn)生氫。熱化學(xué)分解過程技術(shù)根本成熟，將實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。生物過程適合做民用燃料，大規(guī)模制氫不經(jīng)濟(jì)，處于根底研究階段。五、制氫技術(shù)簡介半導(dǎo)體光催化制氫Z-型體系光催化法懸浮體系光催化法光電化學(xué)體系制氫五、制氫技術(shù)簡介M.Gratzel,etal,Nature,1991,353:737;Nature,etal,Science,etal.,Nature,2001,414,625.

4、光催化制氫體系

光催化制氫的關(guān)鍵科技難題新型、高效光催化材料效率低逆反應(yīng)載流子復(fù)合太陽光利用率低光量子產(chǎn)率低(約4%)能級(jí)不匹配五、制氫技術(shù)簡介太陽光譜圖設(shè)計(jì)在可見區(qū)內(nèi)有強(qiáng)吸收半導(dǎo)體材料是高效利用太陽能的關(guān)鍵UVVisibleInfrared48%<5%λ6831.80eVλ4003.07eV光催化制氫的關(guān)鍵科技難題五、制氫技術(shù)簡介themegallery五、相關(guān)機(jī)構(gòu)TheMountainStatesHydrogenBusinessCouncil(MSHBC)德國氫與燃料電池協(xié)會(huì)TheGermanHydrogenandFuelCellAssociation(DWV)國際氫經(jīng)濟(jì)合作組織TheInternationalPartnershipfortheHydrogenEconomy國際氫能協(xié)會(huì)加拿大氫和燃料電池工業(yè)協(xié)會(huì)美國國家氫協(xié)會(huì)美國能源部:氫,燃料電池與根底設(shè)施技術(shù)工程美國氫能協(xié)會(huì)TheAmericanHydrogenAssociation(AHA)美國氫與燃料電池研發(fā)信息中心H歐洲氫協(xié)會(huì)themegallery天津市大陸制氫設(shè)備About公司氫燃料電池專題Accentus公司氫經(jīng)濟(jì)專題Airgas公司氫燃料供給Alchemix公司氫