浅谈氢能

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氢能作为一种无污染的清洁能源及能源载体,近年来其开发与利用技术得到工业化国家高度重视,并投入大量财力开展研究工作,如日本的"阳光计划"中制定了氢能发展规划,加拿大利用丰富的水力资源电解制氢开发利用氢能,在欧洲利用核能发展氢能技术,美国利用太阳能,到2020年规划可建成供30万辆燃料电池汽车使用的城市供氢系统,并可大大降低汽车能耗.有人预言21世纪将是氢能世纪,人类将告别化石能源而进入氢能经济时代.人们对氢并不陌生.大约250a前人们就发现了氢;约150a前氢获得工业应用.在使用天然气之前,人们就用所谓的城市瓦斯来取暖、做饭或道路照明;那种瓦斯含氢达70﹪.我国在推广天然气之前,广泛使用的由煤制取的城市煤气中氢含量高达50﹪以上.
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本文以发生在30年后的一个科幻故事——在中国北京举行的第10届国际氢能论坛上采取的奇妙的"氢能之旅"为载体和线索,描述了氢能的制造、储存、使用的整个生命周期过程,突出展现了氢能的清洁、便利,带来了能源的革命.
汽油自热重整制氢是现阶段为PEMFC提供车载氢源的有效途径之一,但富有挑战性.车载汽油自热重整体系的特性,迫切要求系列崭新催化剂及集成反应器的研制与开发.大连化学物理研究所研制的重整催化剂及相关催化剂具有很好的装车适应性,开发的组合反应器集成较高,实现了物流、能流的有效管理,部分指标达到了同期国际先进水平.
质子交换膜燃料电池的水、热、气管理对其性能和寿命有非常重要影响.本文重点讨论了水、热、气管理的主要措施和它们对电池性能的影响.分析表明,对质子交换膜燃料电池物理机制认识的不足是水、热、气管理水平较低的原因.论文指出,应建立质子交换膜燃料电池的多尺度、多相、多物理场、动态仿真模型,进行分析、模拟和优化来提高其性能.
在化石燃料几近枯竭,环境问题日益严峻的今天,清洁可再生的后续能源成为当今世界竞相开发的高新科技之一.作为一种高效洁净轻质燃料,氢气越来越受世人的青睐.氢气的制取、储运以及使用技术与设备,是氢经济的发展的基础,任何一个环节的滞后都会阻碍氢经济的发展,本文就氢经济发展中重要环节进行了讨论.
本文通过与常规能源的对比,阐述了氢能源作为未来能源的优点,在阐明氢是未来的能源主体之一的基础上,将现有的工业化制氢方式进行比较分析,说明光合产氢是一种最有前途、最能适应可持续发展战略要求的制氢方法,对其实现工艺进行了大胆的设想与设计,并对氢经济社会的情景进行了畅想.
本文根据氢能的自身特点和技术发展,对氢能与各类新型清洁能源复合系统的可行性研究进行了论述,提出了以氢能为基的复合能源系统的概念,并描述了该系统的发展前景.
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本文简要叙述了铂资源的现状及其对燃料电池电动力发展的影响.介绍了目前的主要对策,即研究减少铂用量或可替代铂的新型电极催化材料,同时建立和完善铂的二次回收利用技术.对燃料电池未来的发展趋势提出了一些看法.
本文概述了氢能的优点,氢的制取和储存,以及氢能的应用前景,针对未来的无污染环境和人类的发展,畅想了氢能美好的明天.