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氫能源是什么能源 氫燃料的原理及應用

本原創(chuàng)文章由 MAIGOO文章編輯員72號 上傳提供 評論 發(fā)布 糾錯/刪除 版權聲明 0

隨著化石燃料耗量的日益增加,其儲量日益減少,終有一天這些資源、能源將要枯竭,這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新能源。氫正是一種在常規(guī)能源危機的出現(xiàn)和開發(fā)新的二次能源的同時,人們期待的新的二次能源。下面,我們就來詳細了解下氫能源是什么能源,希望對你有幫助!

氫能源是什么能源
氫能源是什么

氫能是一種二次能源,它是通過一定的方法利用其它能源制取的,不像煤、石油、天然氣可以直接開采。

氫能源的優(yōu)缺點
優(yōu)點
燃燒性能好、耗損少、無毒、無污染、多種形態(tài)、利用率高、減少溫室效應等。
缺點
制取氫能的成本高昂,很難被大規(guī)模利用;氫的貯存和運輸要求都很嚴格。
氫能源是可再生能源嗎

氫能屬于可再生能源,工業(yè)上生產氫的方式很多,常見的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉化制氫等。

氫能源是清潔能源嗎

MAIGOO了解到氫氣是清潔能源。氫氣燃燒后產物是水,沒有污染,而且本身也是無毒,所以是清潔能源。

氫能源的原理

氫能源的原理是氫氣在氧氣中燃燒產生熱能,利用熱力發(fā)動機將這些熱能轉變成機械能,由于燃燒后的生成物是水,可以將這些水回收再分解成氫氣和氧氣,進行重復利用。

氫能主要的應用領域

  • 電力方面
    氫能作為多功能載體,可以實現(xiàn)可再生能源體系的整合,不僅用于清潔發(fā)電,還能平衡電力需求和可再生能源之間的波動。
  • 供暖方面
    通過與天然氣混合,無需對原有的基礎設備進行多少調整,就能提供靈活連續(xù)的熱能電能,氫能源進而有望取代傳統(tǒng)化石燃料。
  • 原材料領域
    氫作為工業(yè)原料已在我國多個領域廣泛應用,如車用氫燃料電池、燃料電池分布式電站及固定電站等。
  • 航空領域
    氫能在飛機上的應用有以下四種途徑:直接在燃氣輪機中燃燒;通過燃料電池用于推進或非推進能源系統(tǒng);燃料電池和燃氣輪機的混合動力組合;氫基合成燃料。
  • 氫動力汽車
    氫燃料電池汽車是氫能高效利用的最有效途徑,當前全球多個國家都在積極布局氫燃料電池汽車產業(yè)鏈。
  • 氫能冶金
    氫能冶金是金屬冶煉行業(yè)碳減排的一種重要途徑,maigoo了解到目前的研發(fā)應用主要集中在鋼鐵領域。
氫能源動力汽車
氫能源動力汽車工作原理

以氫氣為動力的汽車,其發(fā)動機的工作原理是:令氫氣在兩個電極之間發(fā)生分解生成質子,質子和氧氣在陰極反應生成水,電子則被電極中間的介質所捕獲,形成電流為發(fā)動機提供能源。

氫能源動力汽車的優(yōu)缺點
優(yōu)點
氫氣在燃燒的過程中,只排出水蒸氣而不是二氧化碳等污染性廢氣,既可以無限循環(huán),又不會污染環(huán)境。
缺點
氫燃料成本過高,且氫燃料的存儲和運輸按照技術條件來說非常困難,因為氫分子非常小,極易透過儲藏裝置的外殼逃逸。
氫能源汽車與氫燃料電池車的區(qū)別

氫燃料汽車是單一的提供清潔的可燃氣體的燃料汽車,類似于現(xiàn)在的天然氣汽車,只是相較于天然氣汽車更環(huán)保,有使用噪音更小等優(yōu)點;而氫燃料電池汽車是指以使用氫燃料或者燃料電池的混合型動力汽車。

氫能源動力汽車有哪些品牌

目前只有三個品牌采用了氫能源,品牌是豐田、本田和現(xiàn)代。如今,該動力品牌較少,可以持續(xù)關注。

氫能源燃料電池
氫燃料電池工作原理

氫氣通過燃料電池的正極當中的催化劑(鉑)分解成電子和氫離子(質子),其中質子通過質子交換膜到達負極和氧氣反應變成水和熱量,對應的電子則從正極通過外電路流向負極產生電能。

氫電池的特點
無噪聲
燃料電池運行安靜,噪聲大約只有55dB,相當于人們正常交談的水平。
高效率
發(fā)電效率達到50%以上,直接將化學能轉為電能,不經過熱能和機械能的中間變換。
氫燃料電池的應用
航天領域
在氫能源行業(yè),該企業(yè)主要為航天領域提供液氫貯罐、場內液氫運輸車和液氫輸送管道等服務。
汽車領域
燃料電池技術己經獲得了飛速發(fā)展,形成了氫燃料電池以客車、重卡為主的商用車成主流市場。
船舶應用
目前有兩個項目研究工作正有力地推進氫燃料在船舶領域的應用,實現(xiàn)船舶“零排放”的目標,助力水運行業(yè)綠色健康發(fā)展。
氫電池和鋰電池區(qū)別
技術要求區(qū)別
鋰電池生產技術成熟、產業(yè)鏈完善、可以批量化生產且生產成本低。而氫燃料電池制造難度較大,對于質子交換膜、關鍵材料催化劑、雙極板等技術要求高。
續(xù)航里程區(qū)別
MaiGoo了解到氫燃料電池輕易可達600km以上,且提升空間大。而鋰電池的續(xù)航里程為400km左右,續(xù)航里程易受環(huán)境溫度制約,且會出現(xiàn)鋰電池老化現(xiàn)象。
安全性區(qū)別
氫氣密度極小,泄露后會以極快的速度進行擴散,達不到爆炸濃度;鋰電池汽車在發(fā)生碰撞后,極片短路會產生大量的熱量引燃電池材料,導致汽車火焰難以撲滅。
加氫站
加氫站是什么意思

加氫站是給燃料電池汽車提供氫氣的燃氣站,最早的氫氣加注站也許可以追溯到1980年代位于美國Los Alamos的加氫站。

加氫站的氫氣多少錢一公斤

市場中的氫氣價格在60元每公斤左右,其價格相對于汽油來說,相對較高。但目前的氫能源有一定補貼,補貼之后的氫氣價格在原基礎上下調1/3左右。

一公斤氫氣跑多少公里

平均1kg氫氣,可供車輛行駛100公里左右。能行駛這么遠,是因為它的能量密度大,且氫燃料電池+電機系統(tǒng)的能量轉化效率更高。

氫能源的關鍵技術和瓶頸
關鍵技術

可再生能源制氫的關鍵核心技術是高效的電解水制氫技術。電解水制氫就是在直流電的作用下,通過電化學過程將水分子解離為氫氣與氧氣,分別在陰、陽兩極析出。

瓶頸
技術瓶頸
目前制氫的效率很低,同時,氫燃料電池的主要原材料碳紙、催化劑等依靠進口。
產業(yè)瓶頸
氫氣的供應鏈體系不健全,國內在用的加氫站大都是二、三級加氫站,儲氫量小。
成本瓶頸
電堆的催化劑目前普遍采用貴金屬鉑,技術難度高,產業(yè)化程度不足,導致電池總體成本較高。
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