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能源革命对外开放百家论坛之一五三 低共熔溶剂电沉积技术在电解水制氢中的应用(中)
来源:党委宣传部 发布时间:2020-01-17 10:06:23 阅读量:


主讲嘉宾
  苏彩娜,1981年生,博士,副教授,于2011年博士毕业于哈尔滨工业大学,化学工程与技术专业;2013年,任职于山西大同大学化学与环境工程学院。主要从事电解水制氢阴极材料的制备和绿色化学的研究;发表学术论文20余篇,一区论文1篇,二区论文1篇;授权专利4项;主持和参与各类项目10余项。
3 核心提示 氢能(一)
  氢能是氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能是氢的化学能,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%。它的燃烧产物是水,不含CO,CO2和SO2 等,是清洁能源;1kg液氢所含能量大约是1kg碳氢化合物所含能量的2.75倍,燃烧值高;热力发动机产生机械能,燃烧产生热,燃料电池中直接发电,能量转换形式多;气态、液态或金属氢化合物贮存在地下或水下,便于储存;常见的制氢方式有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等,来源多样化;燃烧速度快。
  氢能的应用非常广泛。可应用于气相观测,作填充气球;在电子工业中,作集成电路、电子管、显像管等制备过程中,保护气;在精细有机合成工业中,作合成原料之一;在冶金工业中,作金属氧化物还原为金属,高温加工中保护气;在食品工业中,性能稳定、易存放、抵抗细菌生长;在炼油工业中,可对石脑油、燃料油、粗柴油、重油进行精制,提高产品的质量及除去产品中的有害物质(硫化氢、硫醇、含氮化合物、金属等)。
  高效、低成本现场制氢技术是建立加氢站和提供分散氢源的重要需求,实现CO2近零排放的先进的规模制氢技术是未来发展重点,发展氢能的根本出路是利用可再生能源制氢。目前来看,储氢系统的重量/体积储氢率需要提高,高容量的储氢技术需要创新。发展燃料电池需要提高可靠性及降低成本,同时,新电池材料和新电池组结构需要探索。
4 核心提示 氢能(二)
  制氢技术包括化石能源制氢、化工副产物制氢、甲醇制氢、电解水制氢。化石能源制氢具有自动化程度高、安全性能高的优点,但原料利用低、工艺复杂、投资高,适用大规模生产。化工副产物制氢具有利用副产物成本低、自动化程度高、可靠的优点,但工业的副产品具有污染,只能依靠企业兴建,占地面积小。甲醇制氢具有投资低、建成快、无污染、工艺条件缓和、燃料消耗低等优点,但生产规模受限,依附于甲醇生产地。电解水制氢,具有效率高、过程简单的优点,但电耗较高,规模小,易实现。
  制氢方式多种多样。利用太阳能制氢有重大的现实意义,但这却是一个十分困难的研究课题,有大量的理论问题和工程技术问题要解决,然而世界各国都十分重视,投入不少的人力、财力、物力,并且已取得了多方面的进展;光热分解水,需要开发出耐高温材料,抗高温烧结;光电分解水,太阳能电池的光电转换效率不高;光合生物分解水,氢产生的同时放出氧气会抑制放氢酶的活性,导致放氢量的减少,需开发出耐氧的变异菌株。
  氢能源基础设施。自主研发的首座工业副产氢气提纯装置、移动加氢车和固定加氢站。
5 核心提示 燃料电池(一)
  当前,汽车能源与动力系统都在转型发展的过程中。汽车燃料从石油向生物质油料、天然气、合成气等多元化燃料再向氢气发展;汽车由传统的燃油内燃机汽车向燃气汽车、替代燃料汽车、纯电动汽车、混合动力汽车等多种驱动系统再向氢动力汽车转型发展。
  燃料电池是化学能直接转化成电能的一种动力设备。燃料电池的基本反应步骤是反应物向燃料电池内部传递、电化学反应、离子传导以及电子传导、产物排出。
  燃料电池的构造包括燃料极、氧化剂极、燃料、氧化剂。
lol外围  燃料极,是负极(阳极,贵金属),表面发生氧化反应,生成正离子进入电池回路。

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