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氢能：
清洁高效的能源
李亚光
氢能——理想的二次能源
Ø氢是一种清洁的能量载体，与电能一样，没有直接的资
源蕴藏，都需要从别的一次能源转化得到，所以，氢能
是一种二次能源
Ø普遍存在，存在形式多样，是宇宙中最丰富的物质，占
宇宙质量的75%
Ø氢的最大来源是水，根据计算，9吨水可以生产出1吨氢
（及8吨氧），而氢与氧的燃烧产物就是水，水可以再
生。因而，利用水制氢可使氢的制取和利用实现良性循
环，取之不尽。无毒、无污染
Ø燃烧性能好；燃烧热值最高(1.21~1.43)105kJ/kg(汽油的
3倍，焦碳的4.5倍)
Ø导热性最好的气体—热泵
2
氢能经济的构想
3
氢能经济的缘起——各国的氢能开发计划
美国：启动氢能发展计划
生物质制氢，太阳能制氢
欧洲：氢能电动汽车．
生物质制氢，太阳能制氢
日本：氢能电动汽车
光生物制氢
中国：氢能电动汽车
0.2L液H/100km
生物质制氢，化石燃料制氢2
4
氢能技术的难点
1.如何实现大规模地廉价制氢？—制氢
2.如何经济、合理、安全地储存和输送氢？—储氢
3.如何高效率、低成本地利用氢？—利用氢
5
制氢技术
1.化石燃料制氢—目前主要的制氢方法
成熟、廉价，但资源和环境问题并未解决
2.生物质为原料制氢
光合效率、水土面积、集中和储运成本等问题
3.水分解制氢
利用光化学、热化学和电化学方法制氢。然而，太阳能的收集、
高品质热能和电能的产生方法，都是首先要解决的问题。
合成氨：％
全球年产氢：50
5000亿石油精练：37％
3亿吨
m=0.446甲醇合成：8％
化石燃料制氢
占96%
6
1、化石燃料制氢
(1)甲烷重整(SteamMethane(2)天然气热解制氢
Reformation,SMR)
碳黑
CH4裂解炉H2
甲烷的部分氧化：CH4+O2→CO(g)+H2(g)
•SMR反应利用有机物高温下与•将天然气在裂解炉加热到1400℃，
水的反应，不仅自身脱氢，同时
将水中的氢解放出来。•关闭裂解炉使天然气发生裂解反应，
•此法也适于生物质制氢。产生氢气和碳黑。
7
(3)煤汽化：(4)重油部分氧化
C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)
CnHm+O2→CO（g）+H2（g）
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