《制氫技術簡介》課件

?制氫技術簡介?PPT課件本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！themegalleryContents目前的能源結構與現(xiàn)狀1太陽能利用的基本途徑2氫能經濟緣起3氫能技術的難點4Youcanbrieflyaddoutlineofthisslidepageinthistextbox.制氫技術簡介5相關公司和機構6一、目前的能源構造與現(xiàn)狀世界能源主要依賴不可再生的化石資源；我國能源構造面臨經濟開展和環(huán)境保護的雙層壓力；氫能作為理想的清潔的可再生的二次能源，其形成的關鍵是廉價的氫源；太陽能資源豐富、普遍、經濟、干凈。太陽能光分解水技術可望獲得廉價的氫氣，還可就地生產。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-熱轉換2、光電轉換

a)光伏電池

b)光電化學電池

c)染料敏化光電化學電池3、光－化學能轉換二、太陽能利用的根本途徑光?化學能轉化FuelsCOSugarHOO222H2OOH22scMeSemiconductor/LiquidJunctions太陽能＋水＝氫？Photosynthesis氫能經濟的設想ChryslerNatrium車(2001)三、氫能經濟的緣起如何實現(xiàn)大規(guī)模地廉價制氫？—制氫如何經濟、合理、平安地儲存氫？—儲氫如何高效率、低本錢地利用氫？—利用氫四、氫能技術的難點1.化石燃料制氫—目前主要的制氫方法成熟、廉價，但資源和環(huán)境問題并未解決2.生物質為原料制氫光合效率、水土面積、集中和儲運本錢等問題3.水分解制氫利用光化學、熱化學和電化學方法制氫。然而，太陽能的收集、高品質熱能和電能的產生方法，都是首先要解決的問題。五、制氫技術簡介合成氨：50％石油精練：37％甲醇合成：8％全球年產氫：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反響利用有機物高溫下與水的反響，不僅自身脫氫，同時將水中的氫解放出來。此法也適于生物質制氫。五、制氫技術簡介(2)天然氣熱解制氫將天然氣火焰在裂解爐加熱到1400℃，關閉裂解爐使天然氣發(fā)生裂解反應，產生氫氣和碳黑。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、制氫技術簡介2、電解水制氫

正極：2OH－

H2O+?O2+2eφ=0.401V負極：2H2O+2e

2OH－

+H2φ=－0.828V

理論分解電壓1.23V，每1Kg氫電耗為32.9KWh。實際為～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電解水技術的主要問題是質子交換膜和電極材料的價格昂貴。(2)質子膜電解水發(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、生物質制氫五、制氫技術簡介(1)生物質能的特點可再生性，生物質能通過植物光合作用再生，可保證其永續(xù)利用；低污染性，生物質硫、氮含量低、燃燒生成SO2等較少，生長時所需CO2相當于排放量，因而CO2凈排放量近似于零，可減輕溫室效應；廣泛分布性，缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質能；總量十分豐富，僅次于煤炭、石油和天然氣。(2)生物制氫技術藻類和藍細菌光解水；光合細菌光分解有機物；有機物發(fā)酵制氫；光合微生物和發(fā)酵性微生物的聯(lián)合運用生物質熱解或氣化制氫。(3)生物質制氫兩大途徑熱化學分解過程包括高溫氣化或中溫熱分解以及加水分解等，先得到含CO和H2的氣體，進一步轉化為氫氣。生物過程包括:1〕厭氧發(fā)酵產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，通過光化學分解反響產生氫。熱化學分解過程技術根本成熟，將實現(xiàn)工業(yè)生產。生物過程適合做民用燃料，大規(guī)模制氫不經濟，處于根底研究階段。五、制氫技術簡介半導體光催化制氫Z-型體系光催化法懸浮體系光催化法光電化學體系制氫五、制氫技術簡介M.Gratzel,etal,Nature,1991,353:737;Nature,etal,Science,etal.,Nature,2001,414,625.

4、光催化制氫體系

光催化制氫的關鍵科技難題新型、高效光催化材料效率低逆反應載流子復合太陽光利用率低光量子產率低(約4%)能級不匹配五、制氫技術簡介太陽光譜圖設計在可見區(qū)內有強吸收半導體材料是高效利用太陽能的關鍵UVVisibleInfrared48%<5%λ6831.80eVλ4003.07eV光催化制氫的關鍵科技難題五、制氫技術簡介themegallery五、相關機構TheMountainStatesHydrogenBusinessCouncil(MSHBC)德國氫與燃料電池協(xié)會TheGermanHydrogenandFuelCellAssociation(DWV)國際氫經濟合作組織TheInternationalPartnershipfortheHydrogenEconomy國際氫能協(xié)會加拿大氫和燃料電池工業(yè)協(xié)會美國國家氫協(xié)會美國能源部:氫,燃料電池與根底設施技術工程美國氫能協(xié)會TheAmericanHydrogenAssociation(AHA)美國氫與燃料電池研發(fā)信息中心H歐洲氫協(xié)會themegallery天津市大陸制氫設備About公司氫燃料電池專題Accentus公司氫經濟專題Airgas公司氫燃料供給Alchemix公司氫