氢能
氢能
目前我国97%的氢气是由化石燃料生产的，其余的 通过水电解法生产。化石燃料制造氢气要向大气排 放大量的温室气体，对环境不利。水电解制造氢气 则不产生温室气体，但是生产成本较高。
煤的主要成分是碳，也有很少的 碳氢化合物。煤制氢的本质是以 碳取代水中的氢，最终生成氢气 和二氧化碳。这里，碳起到化学 试剂作用并为置换反应提供热。 氢几乎全来自于水。 天然气制氢的本质是以甲烷中的碳取 代水中的氢，碳起到化学试剂作用并 为置换反应提供热。氢大部分来自于 水，小部分来自天然气本身。和煤制 氢相比，用天然气制氢产量高、加工 成本较低，排放的温室气体少
氢能是一种二次能源，因为它是 通过一定的方法利用其它能源制 取的，而不像煤、石油和天然气 等可以直接从地下开采。在自然 界中，氢易和氧结合成水，必须 用电分解的方法把氢从水中分离 出来。如果用煤、石油和天然气 等燃烧所产生的热转换成的电分 解水制氢，那显然是划不来的。 现在看来，高效率的制氢的基本 途径，是利用太阳能。如果能用 太阳能来制氢，那就等于把无穷 无尽的、分散的太阳能转变成了 高度集中的干净能源了，其意义 十分重大。
1 H
O
H 2
O
H
4 H
H
H
O
3
1 2 3 4 H2O:最初和最终的产品 H2O被分解 氧和氢 氧和氢发生化学反应
氢能是通过氢气和氧 气反应所产生的能量。氢 能是氢的化学能，它的主 要来源是水，地球上水量 丰富，而氢燃烧后又生成 水，可以反复使用。无毒 无污染。是二次能源。 被视为21世纪最具发展潜 力的清洁能源。
1
以煤为原料制氢
2
天然气制氢
重油是炼油过程中的残余物。重 油部分氧化过程中碳氢化合物与 氧气、水蒸气反应生成氢气和二 氧化碳。该过程在一定的压力下 进行。重油部分氧化制得的氢主 要来自水蒸气。 3 重油部分氧化制造氢气
21世纪的终极能源--氢能
21世纪的终极能源--氢能氢能被称为21世纪的“终极能源”。
我国氢能资源丰富，可以通过氢能燃料电池技术整合成为电、热、气一体化的能源利用方式，是实现电网和气网互联互通的重要手段。
经过多年积累，我国已初具氢能产业化发展条件。
国家都已将发展氢能产业提升到国家能源战略高度，国际上，氢燃料电池汽车已进入市场导入阶段。
目前，我国乘用车燃料电池寿命超过5000小时，商用车燃料电池寿命超过1万小时，基本满足车辆运行条件；氢燃料电池汽车发动机功率密度已达到传统内燃机水平；氢燃料电池汽车续驶里程达到750公里；氢燃料电池低温启动温度达零下30℃，车辆整体适用范围基本达到传统车水平。
预计到2050年全球氢能产业每年可产生4万亿美元经济效益，可与石油产业媲美，可见未来氢能产业发展前景广阔。
近年来，国家一系列政策规划都将氢能发展与燃料电池技术创新提升到国家战略高度。
地方政府和企业积极探索氢能产业发展，初步形成包括制备、储运、应用等环节的完整产业链，形成了主要氢能产业集群，并逐渐辐射到周边地区。
尽管如此，我国氢能产业发展仍面临两大主要困难：一是核心技术和基础设施制约瓶颈。
关键材料尚未实现国产化，催化剂、质子交换膜以及炭纸等材料大都需要进口，且多数为国外所垄断，价格较高；关键组件制备工艺急需提升，膜电极、双极板、空压机、氢循环泵等与国外存在较大差距；相关基础设施建设不足，尤其在加氢站方面，我国仅有10座左右。
二是产业政策体系尚未形成。
国家有关规划都从战略层面将氢能产业纳入其中，但尚未形成引领氢能和燃料电池发展的政策体系，缺乏具有操作性的实施细则。
当前行业发展如火如荼，亟需加强氢能产业顶层设计，引导氢能产业科学发展。
建议国家适应行业发展形势，尽快确定行业主管部门，出台专项规划，对加氢站、制氢工厂等审批流程予以规范指导，出台氢能基础设施投资运营和氢能产业化发展的财政支持政策，有效组织产业链企业协同有序竞争，确保行业健康可持续发展。
氢能
氢能是通过氢气和氧气反应所
产生的能量。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 Байду номын сангаас，它构成了宇宙质量的75%， 是一种二次能源。
氢是原子序数为1的化学元素，化学 符号为H，在元素周期表中位于第一 位。其原子质量为1.00794，是最轻 的元素，也是宇宙中含量最多的元 素，大约占据宇宙质量的75%。
L O R E M I P S U
• 氢的燃烧值很高，即燃烧时产生的热量很高， 在空气中燃烧，温度可达1000oC。在氧气中 燃烧，可达2800oC高温。它产生的热量比汽 油高得多。1gH2燃烧时放热130KJ，是汽油的 3~4倍 • 使用方便，现有内燃机，稍加改装就可用氢 作燃料，也可通过燃料电池将氢能转变为电 能。 • 氢的运输和销售费用要比输电的便宜，在许 多情况下，把现有的天然气管线改造一下， 就能用来运输氢。运送氢的费用只为远距离 输电的八分之一。氢还可能比电更宜于储存。
1 2
实验室制氢：Na,Ca与H2O反应制H2 等
工业制氢：天然气、石油裂解可制 H2， 水煤气可用煤炭制H2，但消耗化石燃 料制H2从能源角度讲毫无意义。
3
用H2O制氢：电解H2O； 热化学分解:利用太阳能分解水; 生物制H2 :模拟光合作用
新能源：氢的利用
高效新能源 氢能电池
2000年1月，美国通用汽车推出了使用新能源的汽车——氢 能概念车，在悉尼奥运会的马拉松比赛中，通用汽车公司的 “氢动1号”作为开道车，出尽了风头。 氢能源汽车 的氢气内燃机以氢气为燃料，将氢气存储的化学 能通过燃烧的过程转化成机械能的新型内燃机。氢内燃机的 基本原理与普通的汽油内燃机一样，属于气缸-活塞往复式内 燃机。按点火顺序可将内燃机分为四冲程发动机和两冲程发 动机。 氢作为内燃机燃料，与汽油、柴油相比，有以下优点： （1）易燃性，氢燃料具有非常宽的可燃范围，有利于实现 更加安全和更经济的燃料。 (2)低点火能量，氢气具有非常低的点火能，比一般烃类小一 个数量级以上。这既有利于发动机在部分负荷下工作，又使 得氢发动机可以点燃稀混合物，确保及时点火。 (3)高自燃温度，因为压缩过程温度上升与压缩比相关，自燃 温度对于压缩比而言是一个非常重要的因素，氢气的自燃温 度高，可使用更大的压缩比，提高内燃机效率。 (4)小熄火距离，氢气火焰的熄灭距离比汽油更短，故氢气火 焰熄灭前距离汽缸壁更近，因而与汽油相比，氢气火焰更难 熄灭
氢能技术
小 抗杂质气体中毒性能好 适合室温操作 经元素部分取代后的 MmNi3.55Co0.75Mn0.47Al0.3(Mm混合稀土，主要成 分La、Ce、Pr、Nd)广泛用于镍/氢电池
29
PCT curves of LaNi5 alloy
30
钛铁系
典型代表：TiFe，美Brookhaven国家实验室首先 发明 价格低 室温下可逆储放氢 易被氧化 活化困难
5
新能源：氢—理想能源 2000年1月，美国通用汽车推出了使用新能源的汽 车——氢能概念车，在悉尼奥运会的马拉松比赛中， 通用汽车公司的“氢动1号”作为开道车，出尽了风 头。 氢是万物之主，大约100亿年前，大量的氢核遍布太 空。 直到现在，太阳总体积80%仍是氢；木星氢占82%； 地球上地壳内100个原子中有17个氢原子，其数目仅 次于氧而居第二位。
3
元素在太阳中的含量:(%) 75 地壳中含量：（%） 1.5 在常温下，氢气比较不活泼，但可用催化剂 活化。单个存在的氢原子则有极强的还原性。在 高温下氢非常活泼。除稀有气体元素外，几乎所 有的元素都能与氢生成化合物。
4
新能源：氢的优点
氢是自然界中最普遍的元素，资源无穷无尽－ 不存在枯竭问题 氢的热值高，燃烧产物是水－零排放，无污染 ， 可循环利用 氢能的利用途径多－燃烧放热或电化学发电 氢的储运方式多－气体、液体、固体或化合物
2.2 氢含量比较
Hydrogen storage capacity (wt%)
0 1 2 3 4 5
LaNi5H6
1.4wt%
per weight
TiFeH1.9
1.8wt%
Mg2NiH4
3.6wt%
详解氢能源
详解氢能源能源、材料和信息是近代社会得以繁荣和发展的三大支柱。
煤、石油、天然气是当今重要的三大化石燃料，由于它们具有不可再生性，因此随着它们耗量的日益增加，其储量将日益减少，而且终有一天这些资源将要枯竭，因此，目前世界各国都在大力探索一些不依赖化石燃料的、储量丰富的新的能源，如太阳能，潮汐能、地热、氢燃料和核能等等。
其中氢能不仅具有不依赖化石燃料、储量丰富的特点，而且氢能的研究还迎合了工业化国家日趋严格的环保政策，因而各国对氢能的研究变的日益活跃起来。
氢能也被认为是最有发展前途的新型能源。
为充分了解氢能源，本文从氢能的特点、氢能的开发技术关键、氢能的应用领域、今后氢能的发展方向四个方面进行了研究，分别作以介绍，以增进人们对新能源氢的系统认识，为接受并使用新能源打下基础。
1. 氢能的特点氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。
作为能源，氢有以下特点：1.1 所有元素中，氢重量最轻。
在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为固态氢。
1.2 所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
1.3 氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，存储量大。
除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。
据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。
1.4 氢的发热值高，除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。
1.5 氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，3％－97％范围内均可燃。
而且燃点高，燃烧速度快。
1.6 氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境。
氢能概述
氢能概述氢是一种二次能源，一种理想的新的含能体能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。
因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。
最丰富的含氢物质是水，其次就是各种矿物燃料（煤、石油、天然气）及各种生物质等。
二次能源是联系一次能源和能源用户的中间纽带。
二次能源又可分为“过程性能源”和“含能体能源”。
当今电能就是应用最广的“过程性能源”；柴油、汽油则是应用最广的“含能体能源”。
过程性能源和含能体能源是不能互相替代的，各有自己的应用范围。
作为二次能源的电能，可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能。
而作为二次能源的汽油和柴油等则不然，生产它们几乎完全依靠化石燃料。
随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。
氢能正是一种理想的新的含能体能源。
氢不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。
石油和其他化石燃料的精炼需要氢，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等；化工中制氨、制甲醇也需要氢。
氢还用来还原铁矿石。
用氢制成燃料电池可直接发电。
采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电，其能量转换效率将远高于现有的火电厂。
随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善，氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。
氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。
作为能源，氢有以下特点：（l）所有元素中，氢重量最轻。
在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C 时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。
（2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
（3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。
氢能
氢能氢能是指以氢为能源的一种新兴能源形式。
它是一种环保、高效、可再生的能源，被誉为是解决能源危机和环境问题的最佳选择之一。
本文将从氢能的定义、优势、应用领域和发展前景等方面进行详细探讨。
首先，我们来了解一下氢能的定义。
氢能是指以氢作为燃料获取能量的过程，主要是通过氢与氧发生化学反应产生的能量。
在这个过程中，氢气通过燃烧可以释放出大量的能量，而且燃烧产生的唯一副产品就是水，不会产生任何有害的气体排放，达到了零排放的效果。
因此，氢能被视为清洁能源的代表之一。
氢能相比传统燃料具有诸多优势。
首先是资源丰富。
氢气是地球上最丰富的元素之一，它存在于水、天然气等广泛的自然资源中，可以通过多种方式进行提取和制备。
其次是高效能转换。
氢气作为燃料，其能量密度很高，而且可以通过氢燃料电池等方式实现高效能转换，将化学能直接转化为电能，提高能源利用效率。
再次是可再生性。
相比传统燃料，氢能是可再生能源，可以通过太阳能、水电等方式得到氢气，实现能源的可持续发展。
此外，氢能的储存和运输相对便利，可以满足不同使用场景的需求。
氢能在各个领域的应用前景广阔。
在交通运输领域，氢能可以用作燃料电池汽车的动力源，以代替传统燃油车辆。
由于氢气作为能量源的驱动方式，燃料电池汽车具有零排放、静音、加油快等优点，成为未来汽车发展的一大趋势。
除此之外，氢能还可以应用于能源供应领域，例如用于城市供气、供热，以及大型能源设备的供能等。
此外，还可以将氢能与其他能源形式结合使用，例如将氢能与电能结合，建设氢能供电系统。
这些都是氢能应用的具体方向，将为我们的生活带来更多便利和环境效益。
目前，氢能作为一种新兴能源正处于快速发展阶段，其应用前景仍然很广阔。
各国纷纷加大对氢能的研发和推广力度，以期能够更好地应对能源危机和环境问题。
同时，随着科技的不断进步和成本的降低，氢能的应用将会更加普遍，市场规模也将不断扩大。
因此，投资和推动氢能产业的发展将会成为一个重要的经济增长点。
氢能
1 氢能源简介氢能是人类能够从自然界获取的储量最丰富且高效的能源，作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。
(1)氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。
(2)除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，达142.35lkJ/kg，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍；(3)所有元素中，氢重量最轻。
在标准状态下，它的密度为0.0899g/L；氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求；(4)氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；(5)氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用；(6)氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。
用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用；(7)所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
2 氢能源的开发与制备2.1 从含烃的化石燃料中制氢这是过去以及现在采用最多的方法，它是以煤、石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。
自从天然气大规模开采后，传统制氢的工业中有96％都是以天然气为原料，天然气和煤都是宝贵的燃料和化工原料，其储量有限，且制氢过程会对环境造成污染，用它们来制氢显然摆脱不了人们对常规能源的依赖和对自然环境的破坏。
2.2 电解水制氢这种方法是基于氢氧可逆反应分解水来实现的。
为了提高制氢效率，电解通常在高压下进行，采用的压力多为3.0～5.0 MPa。
关于氢能的总体认识
关于氢能产业的总体认识氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。
最近三四年来，氢能的概念较火，世界上许多国家和地区都广泛开展了氢能源研究。
中国石化销售股份有限公司首席专家江宁在第十届中国国际石油贸易大会上指出：2025年氢气的加注价格可以降到30元/kg，燃料电池车可实现与燃油车成本相当，氢能可以得到大范围推广利用，再一次将氢能置于业界讨论之中。
未来氢能的战略定位及集团公司该如何应对是我们不得不考虑的问题。
本文从氢气的理化性质、用途、氢经济全过程分析、定位及对策等方面对氢能进行整体梳理。
一、氢气的理化性质及用途（一）物理性质氢通常的单质形态是氢气，氢气是无色、无味和无臭的双原子气体分子。
氢气的密度小，是自然界分子量最小的气体，比空气的密度小许多。
在标准状况下，1升氢气的质量是0.089克，1Kg氢气相当于11.2Nm3氢气。
在气体状态下，氢气发热量较低，大约为2576Kcal/Nm3，在液体状态下，氢气发热量很高，1Kg 氢气发热量约为33924千卡；难液化，在101.325千帕下，氢气在-252.8℃时，能变成无色的液体，液体氢具有超导性质。
在-259.2℃时，液体氢能变为雪花状的固体氢；溶解度比较小，按照摩尔浓度计算，20℃时水中溶解1个大气压纯氢气的浓度为0.92 mM；比热大、导热性能好。
氢气导热率比空气大7倍。
在相同的压力下，氢气的比热是氮的13.6倍，氦的2.72倍。
（二）化学性质可燃性。
点燃条件下即可发生燃烧反应，燃烧时候有浅蓝色火焰，在空气中的爆炸极限为 4.1---75%（体积分数）；常温下不活泼，加热时能与多种物质反应。
与活泼非金属生成气态氢化物，如与氮气生成氨，与氧气生成水等，与碱金属生成固态氢化物；还原性。
能从氧化物中加热还原出金属粉末；与有机物中的不饱和化合物可发生加成或还原反应等。
（三）氢气的传统来源和用途2020年，我国氢气产量达2050万吨，折合2296亿立方，其中，煤制氢占比约62%，天然气占19%，工业副产占18%，电解水制氢低于1%。
关于氢能的总体认识
关于氢能的总体认识氢能，作为一种新兴的清洁能源形式，逐渐引起人们的关注。
本文将对氢能的总体认识进行探讨，旨在让读者了解氢能的概念、应用领域以及其未来发展前景。
一、氢能的概念和基础知识氢能是指利用氢气（H2）作为能源媒介进行能量转换和存储的形式。
氢气可以通过多种途径产生，如水电解过程中的产氢、天然气重整制氢等。
相比传统石油、煤炭等化石燃料，氢能具有无污染、丰富资源、高能量密度等优势。
基于氢元素的特性，氢能有多种利用方式。
首先，氢气可以用于燃烧发电，产生热能和电能，供应工业和家庭用电。
其次，氢气还可用于燃料电池，通过与氧气反应产生电能，驱动电动车辆、舰船和无人机等。
此外，氢气还可应用于工业领域的合成反应、金属加工和电子产品制造等。
二、氢能的应用领域1. 燃烧型氢能应用燃烧型氢能应用主要包括利用氢气作为燃料进行燃烧发电和提供热能。
在燃烧过程中，氢气与氧气反应产生水，不产生有害气体和颗粒物，实现零排放。
这种应用方式在工业园区、城市能源供应等领域有较为广泛的应用。
2. 燃料电池型氢能应用燃料电池是一种将氢气和氧气直接通过化学反应转化为电能的装置。
该装置具有高效能量转换、无动力损耗和零排放等特点。
燃料电池已经在交通工具、航空航天、移动电源和微型电网等领域得到广泛应用，并展示出可持续发展的潜力。
3. 氢能在工业生产中的应用氢气在工业生产中应用广泛，包括金属加工、半导体制造、玻璃工艺和化学工程等方面。
其中，氢气作为还原剂用于金属加工领域，可提高生产效率和产品质量。
氢气还可用于半导体制造中的清洗和蚀刻工艺，确保制程的纯净性。
三、氢能的未来发展前景随着全球对环境保护和可再生能源需求的增加，氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源形式，具有巨大的发展潜力。
在能源供应领域，氢能可作为替代传统能源的重要选择，减少对化石燃料的依赖，实现能源结构转型。
同时，在交通领域，氢能燃料电池车辆的商业化应用也将为清洁交通做出重要贡献。
然而，氢能的发展仍面临挑战。
可再生能源——氢能
2.3生物及生物质制氢
2.3.1生物制氢的机制 （1）与制氢有关的酶 ——固氮酶和氢酶 （2）生物制氢技术 ： 光合生物产氢； 发酵细菌产氢； 光合生物和发酵细菌混合培养产氢。
2.3.2产氢酶的产生
能够产氢的微生物：光合生物和发酵细菌， 其中能够产氢的光合生物包括光合细菌和 藻类，发酵细菌产氢的细菌包括专性厌氧 菌和兼性厌氧菌。在微生物体内存在着特 殊的氢代谢系统，其中固氮酶和氢酶发挥 了重要作用。
3.氢气提纯
无论采用何种原料制备氢气，都只能得到 含氢的混合气，需要进一步提纯和精制， 以得到高纯氢。 一般常用的氢气提纯精制方法，如冷凝法、 低温吸收法，单独使用时净化所得产品难 以达到要求。目前，用于精制高纯氢的方 法主要有：冷凝-低温吸附法、低温吸收-吸 附法、变压吸附法、钯膜扩散法、金属氢 化物法以及这些方法的联合使用。
4.7玻璃微球储氢和地下储氢
地下储氢被认为是一种长期大量储氢的主要方法。
各种储氢技术的比较
储氢技术 压力容器储 存 优点 不足
200atm以下技术完全成熟； 200atm时储氢量少；高压（700atm） 使用广泛；成本低 下能量密度可于液氢媲美，但低于 汽油和煤油；高压储存技术任在发 展中 技术完全成熟；储氢密度大 需要极好的绝热容器以维持低温； 成本高；有蒸发损失；生产过程耗 能较高；能量密度低于液体化石燃 料
4.1液化储氢
是一种深冷的液氢储存技术。氢气经过压 缩后，深冷到21K以下使之变为液氢，然后 储存到特制的绝热真空容器中。
储罐分类
4.1.1液氢储罐 达到一定压力后，减压阀 会自动开启，导致氢气泄漏。 4.1.2固定式储罐 4.1.3车用液氢储罐
4.2压缩氢气储存
采用压缩气体的方法是最简单的氢气储存 办法，由于现在大量使用加压电解槽，因 此，无需消耗过多能量，即可实现氢气的 加压储存、随着压力的升高，氢气的储存 密度增大。
氢能 应用场景
氢能应用场景
氢能作为一种新型的清洁能源，有很多应用场景，其中几个主要的场
景如下：
1.交通运输：氢能车辆可以使用氢气燃料电池作为动力来源。
相比传
统的内燃机车辆，氢能车辆排放的废气只有水，同时也具有更高的能量密
度和更长的续航里程。
2.城市能源供应：氢气可以被用来储存和输送电能。
在城市能源供应中，氢气可以被用来储存风能和太阳能等可再生能源的电能，并在需要时
通过燃料电池转换成电能。
3.工业应用：氢气可以被用来作为工业生产过程中的原料和催化剂。
它可以被用来生成氨、乙烯、甲醇等化学物质，也可以用于冶金、玻璃、
半导体等工业领域。
4.卫生健康：氢气可以被用来为消毒、净化和治疗提供更加环保和安
全的方法。
例如，在酒店、医院和SPA等场所，氢气可以被用来净化空气、消除异味和消毒。
在医疗领域，氢气可以用来治疗疼痛、炎症、神经退行
性疾病等疾病。
清洁能源之氢能
（2）车用动力领域 氢能源作为车用的动力有两种主流的方式，一种是以现有 车用内燃机为基础生物直接燃用氢的车用氢发动机；另一 种是车用燃料电池。 （3）发电领域 大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送 往电网，由电网输送给用户。但是各种用电户的负荷不同， 电网有时是高峰，有时是低估，为了调节负荷，电网中常 需要启动快和比较灵活的 发电站，氢能发电最适合扮演这 个角色。世界上首座氢能源发电站于2010年7月在意大利 建成投产。该发电站功率问16兆瓦，年发电量可达5000万 千瓦时，可满足2万家庭的用电量，一年可减少相当于6万 吨的二氧化碳排放量。
（3）太阳能光化学分解水制氢。将水直接分 解成氧和氢是很困难的，但如果把水先分解 为氧离子和氢氧根离子，再生成氢和氧就容 易得多。基于这个原理，先进行光化学反应， 在进行热化学反应，最后再进行电化学反应 即可在较低温度下获得氧和氢。
三、氢能的特点
（1）氢气具有无毒、不污染环境等优点， 是一种理想的绿色能源。 （2）除核燃料外，氢气的发热值是所以化 石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。1KG 氢气完全燃烧放出的热量是汽油发热值的3倍， 是焦炭发热值的4.5倍（均为相同质量相比）。 （3）资源丰富。 （4）氢气燃烧性能好，燃烧速度快，燃烧 分布均匀，点火温度低。
（5）受控核聚变领域
两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核，同时 放出巨大的能量，这种反应叫轻核聚变反应。它是 取得核能的重要途径之一。 受控核聚变，指在人力可控的条件下将轻原子核聚 变合成较重的原子核，同时释放出巨大能量的一种 核反应过程。主要原料就是氢重同位素氘和氚。
氢能源产物无污染，可循环利用，不腐蚀设 备，应用前景广阔，随着科学技术的不断进 步，相信未来这种清洁能源会得到广泛应用。
使用氢能到底有哪些技术瓶颈？
我们看看氢能到底是怎么一回事。
当能源碳跟氧反应，比如说当空气和汽油、柴油等燃料一混合，遇到火花就会发爆炸，这样的爆炸在气缸内进行，会产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内燃机就是这样来的，它所产生能量大概效率是是百分之三十几这个样子，还有百分之六十几就损失掉了。
碳是自然界里就有的，我们是能够挖出碳来的，但是它产生温室气体——二氧化碳。
所以大家可以看到，自然界它还是很平衡、很公平的，有的东西一定会相应产生不好的东西出来。
氢很好，跟氧一反应就能生成水，但是问题就是在自然界当中，氢是不存在的。
氢可以用于燃料电池，而且它的运行效率很高，可以达到60%，但是自然界当中没有氢气。
我们从没听说有人可以在什么地方挖到一个氢气矿出来。
所以，虽然氢能的利用会产生水，没有污染，但是氢这个原料在自然界是没有的。
为什么人们会想到利用氢呢？大家可以看到，从我们人类的能源发展来讲，最早是木材，木材基本上就是碳，也含有一点点氢；后面是煤炭，煤炭里面大概是两分碳一分氢；再到后面发展到石油，石油大概是两分氢一分碳；再后面就是天然气，天然气是四分氢一分碳。
从这个发展过程看下来，基本上人类的能源发展是逐步向氢碳比高的方向迈进的。
氢气在自然界当中是没有的，但是水通过电解可以产生氢气，而且它可以跟可再生能源连在一起。
有这些条件以后，大家就认为氢可能是未来非常重要的一个能源。
未来，氢能在我们的能源体系当中可能会起到什么样的作用？现在的能源体系是怎么做的呢？化石能源，我们可以把它变成液体材料，像油这样的东西，最后到终端用户。
还有一个很重要的事儿，就是化石能源可以发电，变成电能以后到终端用户。
但我想未来再怎么变，电总不会少，核能也好，光也好，风也好，电是不能少的。
但是电力能不能开飞机呢？现在还没有这样的飞机。
假如说未来有了氢燃料电池可以开飞机、开船，就类似于跟油差不多一样的道理了。
所以在未来能源体系当中，氢就有可能替代现在液体燃料的角色。
要把氢能这一块做起来，会有个很长的产业链。
氢能的应用场景
氢能的应用场景
氢能是一种清洁能源，具有无污染、无噪音、高能效等特点，可以被广泛应用。
以下是氢能的应用场景：
1.能源生产：氢能作为一种可再生能源，可用来生产电力、制备合成燃料等，解决能源终端消费者的能源需求。
2.交通运输：氢燃料电池车是一种零排放、零污染的交通工具，可以改善空气质量，同时提高能源利用效率。
3.工业领域：氢能可以应用于钢铁、化工、纺织等各行业的生产领域，提高生产效率同时减少环境污染。
4.城市燃气：氢能也可以作为城市燃气的替代品，降低化石燃料的使用量，减少对环境的影响。
5.家庭采暖：氢能可以应用于家庭采暖、热水等领域，满足家庭生活对能源的需求。
综上所述，氢能的应用场景非常广泛，未来将会成为人类清洁能源转型的重要选择。
中国氢能技术标准
中国氢能技术标准一、氢能基础与管理标准1.氢能术语和定义：规定氢能领域的基本术语和定义，为其他氢能标准的制定提供基础。
2.氢能分类与标识：对氢能进行分类，并规定相应的标识方法，以便于管理和使用。
3.氢能管理流程与规范：制定氢能生产、储存、运输、加注和使用等环节的管理流程和规范，确保氢能的安全、稳定和高效应用。
二、氢质量标准1.氢气纯度与杂质含量：规定氢气纯度及杂质含量的限值，确保氢气的质量和安全性能。
2.氢气性能指标：制定氢气的性能指标，包括热值、密度、压缩比等，为氢能应用提供参考。
3.氢气检测方法与标准：规定氢气质量检测的方法和标准，确保氢气质量的稳定和可靠性。
三、氢安全标准1.氢气危险性评估：对氢气的危险性进行评估，并制定相应的安全措施，确保使用过程中的安全性。
2.氢气泄漏应急处理：规定氢气泄漏的应急处理措施，以及相应的救援和防护措施。
3.氢气储存与运输安全：制定氢气储存和运输的安全规范，包括设备要求、操作规程、事故预防等，确保氢气储存和运输过程的安全性。
四、氢工程建设标准1.氢能设施建设规范：规定氢能设施建设的规范和要求，包括厂区布局、设备安装、管道铺设等，确保设施的安全性和稳定性。
2.氢能设施运行管理：制定氢能设施的运行管理规范，包括设备维护、检修、更换等，确保设施的正常运行和使用寿命。
五、氢制备与提纯标准1.电解水制氢技术要求：制定电解水制氢的技术要求和规范，包括设备要求、操作规程、性能指标等，确保制氢过程的稳定性和安全性。
2.天然气重整制氢技术要求：制定天然气重整制氢的技术要求和规范，包括反应条件、催化剂选择、产品纯度等，确保制氢过程的高效性和安全性。
3.生物质制氢技术要求：制定生物质制氢的技术要求和规范，包括原料选择、发酵条件、提纯工艺等，确保制氢过程的可行性。
4.变压吸附提纯技术要求：制定变压吸附提纯的技术要求和规范，包括吸附剂选择、操作条件、产品纯度等，确保提纯过程的可靠性和高效性。
氢能的各种生产方式
氢能的各种生产方式氢能是一种清洁且高效的能源形式，不仅可以用作燃料，还可以用于发电、储能和供热等领域。
目前，氢能的生产方式主要分为四种：煤炭气化、天然气蒸汽重整、水电解和生物质发酵。
下面将分别介绍这四种生产方式。
首先，煤炭气化是一种传统的氢能生产方式。
煤炭气化是将煤炭通过高温和压力的作用，使其分解成气体和固体残渣的过程。
具体而言，煤炭通过与水蒸气的反应，生成一氧化碳和氢气，然后通过气化反应将残渣中的一氧化碳和氢气转化成合成气。
最后，通过合成气的净化和分离，可获得高纯度的氢气。
煤炭气化生产氢气的优点在于煤炭资源丰富，且相对成本较低，但由于气化过程产生的温室气体排放较多，环境污染问题也比较严重。
其次，天然气蒸汽重整也是一种常见的氢能生产方式。
天然气是一种矿产资源丰富、清洁且高效的化石燃料，蒸汽重整将天然气中的甲烷与水反应，生成合成气体，然后通过催化剂的作用将合成气体转化为CO2和H2两种气体，再经过净化和分离，可获得高纯度的氢气。
相对于煤炭气化，天然气蒸汽重整的碳排放较低，但仍然存在一定的环境污染问题。
第三种生产方式是水电解，也是一种非常环保的氢能生产方式。
水电解是利用电流将水分解成氢气和氧气的过程，反应式为H2O→H2+1/2O2、在电解过程中，需要提供电能将水中的分子断裂成离子。
由于水分解的反应需要较大能量输入，因此水电解一般需要借助于可再生能源，如太阳能和风能来供应电能。
水电解生产氢气的优点在于无二氧化碳排放和其他污染物产生，甚至可以实现碳中和。
最后一种生产方式是生物质发酵，也被称为生物质气化。
生物质是指植物、动物等植物性物质的总称，如农作物秸秆、木材、城市固体废弃物等。
生物质发酵通过将生物质经过一系列的处理，使其发生气化、转化、分离和净化等反应，最终产生氢气。
生物质发酵生产氢气的优点在于可利用农林废弃物等低价和再生资源，减少了对矿产资源的依赖，并降低了环境污染。
综上所述，氢能的生产方式多种多样，每种方式都具有自身的特点和适应范围，可根据不同的资源条件、经济成本和环境要求选择合适的生产方式。
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“氢经济”：徘徊在争论中中国新能源网| 2008-8-22 11:08:00 | 新能源论坛| 我要供稿特别推荐:新能源国际网络展览会顾客意见调查表《2010中国新能源与可再生能源年鉴》编印通知特别推荐:能源管理体系咨询认证暨能源管理师（高级）培训班新能源技术和产业论坛“氢经济”一直以来是大家讨论的焦点，有人宣扬“氢经济”是解决目前所有能源环境危机的灵丹妙药；有人却强调“氢经济”仍然不可行，应该把精力投入到其他领域，不要白白浪费国家有限的资源。
那到底“氢经济”是怎么一回事，怎样才是利用氢的最佳途径，氢能产业化目前在国内情况又如何呢？笔者在协助编辑《2008中国新能源与可再生能源产业发展报告》1时有幸联系到国内氢能行业的权威，现结合几位专家的意见谈几点看法。
一“氢经济”：徘徊在争论中１“氢经济“是氢作为一种高效和清洁的燃料特性的延伸30多年前，科学家们在一次国际会议上正式建议将氢能作为解决全球能源和环境问题的方案。
氢是一种高效和清洁的燃料。
它的燃烧只产生水，不会产生温室气体，少量产生的氮气可进行相应处理，因此氢被认为是几乎无污染的能源。
氢可以通过电解水取得，而地球70％的面积被水所覆盖。
从这个意义上来讲，氢可以说是我们拥有的资源最丰富的可再生能源。
因此，今天许多人相信在人类寻找清洁能源的道路上，氢很可能会成为最终的目标。
其中，可满足交通工具持续移动需求的氢燃料电池技术的迅速发展被认为具备取代传统汽车燃料的潜力。
有数据显示，氢的单位燃烧热值大约是汽油的3倍。
试想，如果有一天我们往汽车里加入氢来取代汽油，那么不仅耗能效率会大大提高，刺鼻的尾气也将随之消失。
更重要的是，氢作为燃料在发电领域拥有广泛的前景，其环境效益更是不言而喻。
氢有如此多的好处，在这基础上，“氢经济”得到各个国家尤其是发达国家的热捧。
美国总统布什执政后，制定了宏伟的发展计划，2001年5月布什政府在其发布的《国家能源政策报告》中提出发展氢能，11月能源部召开了“国家氢能发展展望”研讨会。
2002年2月形成了题为《美国向氢经济过渡的2030年远景展望》报告，同年11月出台了《国家氢能发展路线图》。
这两个报告认为，氢能是未来美国能源的发展方向，美国应当走以氢能为能源基础的经济发展道路，逐步向“氢经济”时代过渡。
2003年1月布什总统在国情咨文中正式提出实施《国家氢燃料研究计划》，在未来5年中投入12亿美元，重点研究与氢的生产、储存和运输有关的技术，以促进氢燃料电池汽车技术和相关基础设施技术在2015年前实现商业化应用，为发展“氢经济”提供技术支撑。
2004年2月，美国能源部出台了《氢能技术研究、开发与示范行动计划》。
该计划制定了发展“氢经济”的步骤和向“氢经济”过渡的时间表，确定了在发展“氢经济”初始阶段的技术研究、开发与示范的具体内容和目标，以及相关后续行动等。
该计划的出台是美国推动“氢经济”发展的又一重大举措，标志着美国发展“氢经济”的战略已从政策评估、制定阶段进入到了系统化实施阶段。
美国政府计划在2004～2008年的5年间投入12亿美元用于实施这个计划。
日本和欧盟不甘落后。
在日本，燃料电池技术被认为是推动“氢经济”发展的关键技术。
日本首相小泉甚至强调：“燃料电池是打开氢能源时代大门的关键。
” 2001年1月，日本经济产业省的“燃料电池实用化战略研究会”报告提出了指导氢能和燃料电池技术发展的国家行动纲领，并明确制定了分阶段实现燃料电池实用化的目标。
为实现这项战略目标，日本政府计划投入研发资金110亿美元，在2010年前使燃料电池的总装机容量达到220万千瓦，到2030年全国建成8500个氢加注站，燃料电池汽车要达到1500万辆，占汽车市场的20%。
2004年日本公布的“新产业创造战略”中，燃料电池也被列入未来日本产业竞争力核心的新产业。
欧盟2002年10月成立了“氢燃料和燃料电池技术”高级研究小组。
2004年6月欧盟提出了《氢燃料经济――通向可持续能源的桥梁》的报告，具体分析了氢燃料良好的经济和社会前景。
欧盟对氢能和燃料电池的研究非常重视，在2002～2006年欧盟第6个框架研究计划中，这方面的投资为2500～3000万欧元，比第5个框架计划提高了一倍，而各成员国的相关投资都有不同程度的增长。
我国投入氢能源研究较早，科技部在“七五”以来的科技计划中都有氢能项目，“十五”更是投入了很大的力度，在“863”和“973”计划中均把氢能作为重点研究领域。
在最近“8个亿电动汽车专项”中，燃料电池就占了3个亿。
在2004年5月召开的“第二届国际（北京）氢能论坛”上，我国自行研制的燃料电池汽车与德国的燃料电池公共汽车一同亮相，引起了国内外的广泛关注，这标志着我国的氢能应用技术达到了国际先进水平。
在氢能项目的示范上，近年来国家也投入了大量人力和物力，国家将在2002～2007年，分别在北京和上海同时进行6辆燃料电池公共汽车实地运行示范；并为在全国进行更大规模的示范乃至燃料电池公共汽车商业化做好准备工作。
为了保障2008年绿色奥运召开的北京能有80～100辆氢能客车的正常运行，北京市计划几年内在四环外建立国内首座小型加氢站。
同时国家计划到2010年上海世博会期间，将有20辆燃氢公交车、300辆燃氢出租车以及一批燃料电池场地车和邮政车投入运行。
这些举措无疑将极大地推动国内氢能的发展。
２“氢经济”并不经济，我们要有清醒认识在国内，舆论还存在另一种观点，认为“氢经济”其实不经济，不应该盲目跟风，上了外国资本主义的当。
事情从“一份由26位国内外传统发动机专家联名提给国务院的质疑氢能源技术前景的信”而得到了升华。
2007年3月,一封<开发车用动力技术、尽快减轻交通能源压力的建议>(下称<建议>)由专家组写成联合签名,并送达至相关部门。
信中提出，"氢燃料电池汽车未来的前景,还存在很多不可预测的因素。
如果氢燃料汽车研究到最后,发现需要走别的技术途径,这就使大规模投资的氢燃料汽车前功尽弃。
"联名上书的26名专家提醒,如果中国盲目跟从部分跨国公司的步伐,将大量的财力、人力、物力完全"押宝"在氢能源汽车的研发上,很可能给作为支柱产业的中国汽车工业带来巨大的伤害。
又有人提出，其实“氢经济”是当年布什政府在拒绝加入京都协议后，为了缓解舆论压力而提出来的一种掩人耳目的办法。
还有人认为，美国为了一直占据全球经济老大的地位，故意设圈套引其他国家入彀，从而达到他们低劣的目的。
日本就曾深受其害。
上世纪80年代，美国在研究中发现"陶瓷绝热发动机并不能提高发动机的热效率",但美国厂商和相关机构故意虚张声势,诱导日本企业搞陶瓷绝热发动机。
日本企业经过数年或十数年的努力后发现,它不能改善发动机的热效率,最终只能放弃。
和陶瓷绝热发动机类似,事实上国内前两年流行的生物燃料,在发展过程中已经遇到了发展瓶颈。
由于大量的玉米用来生产燃料,而使中国猪饲料发生紧缺,间接导致了猪肉价格的上涨，其实这也是一种盲目跟风的结果。
氢能确实是清洁无污染且取之不尽的能源，但有了这些教训，无论从哪个方面分析，我们至少应该对“氢经济”给予重视，把发展路线和可能造成的影响进行深层次的分析，确定利弊后再大力发展也不迟，毕竟目前能源还没达到“无米可炊”的地步。
二寻求氢能产业链一体化最佳路径，以期在未来实现“氢经济”1 制氢技术以新能源氢能为基础的“氢经济”能得到这么多人的赞同也表明它并不是鼓吹出来的，其无污染的特性在对环保要求严格的今天得到人们的认可，但它并不是不需要代价就能直接获取的，氢并不单独存在于自然界中，因此制取它必须依靠其他形式的能量获得，电解水制氢是目前技术较成熟的一种。
时下国内电力的构成主要以煤电为主，2007年最新数据显示全国总装机容量为713.29GW，而煤电达到了554.42GW，占到77.73%，我国富煤、少气、缺油的状况决定了在未来相当长一段时间内电力结构将仍以煤电为主。
全球变暖环境恶化的压力促使我们必须寻求新的电力来源，而可再生能源家族中的风电和太阳能发电技术的地位在此时就显得无比突出了。
除了可再生能源制氢，还有其他形式的制氢途径，例如热法和生物法等。
由于各种技术的发展阶段不同，其发展前景、经济效益和挑战。
原料可用性、技术成熟度、市场应用和需求、政策和成本问题都会影响各种制氢技术的选择和发展。
2 储氢技术按氢储存时的状态划分，目前主要的储氢方式主要有金属氢化物储氢、液化储氢、压缩储氢等。
目前最常用的气态氢储存罐是钢罐，今后的研究热点是利用抗高压轻质复合材料罐和玻璃微球储氢。
液态氢最常见的储存方法是把氢气冷却至超低温（-253℃），目前认为最有前景的液态氢储存方法有超低温液态氢、NaBH4溶液和有机液体。
固态材料储氢有可能成为固定式和移动式储氢应用最安全有效的方法。
高表面积材料、氢化物、水反应化学氢化物、热化学氢化物等材料可用于固态储氢，复合氢化物储氢技术是目前关注的重点，特别是非过渡金属类如硼氢化物、铝氢化物、氨基化合物等。
目前，压缩气体和液体储氢技术被认为是商业上可行的技术，但仍需要进一步研发完全符合成本效益的储存系统以及解决新储存方法的安全性问题。
固态氢气储存技术的潜在优势包括体积较小，压力较低（能效更高）和产出氢气更多、纯度更高。
3 燃料电池技术燃料电池近年来发展较快，氢燃料电池是燃料电池中最为成熟的代表。
早在上世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。
此后，随着制氢技术的发展，氢燃料电池被运用于发电和交通领域。
目前重点发展的燃料电池主要包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、再生氢氧燃料电池（RFC）等。
燃料电池商业化的主要挑战是成本和耐用性。
不过，根据各燃料电池技术实际应用情况遇到的问题各不相同。
尺寸、重量、热量和水处理是阻碍燃料电池技术商业化的主要因素。
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是交通应用的主流技术，2007年PEMFC催化剂材料获得了突破。
2007年，美国劳伦斯•伯克利国家实验室和阿贡国家实验室联合研究发现一种新的可用于PEMFC的催化剂材料，这种铂镍合金物质Pt3Ni（111）材料的氧还原反应（ORR）活性比相应的Pt（111）表面强10倍，这将有利于提高阴极氧还原催化低速率。
这项新发现可以使燃料电池在不损失电压情况下具有更高的功率密度。
研究人员已利用超高真空反应器原子制成了纯的铂-镍合金单晶体。
在燃料电池固定发电应用方面，2007年由阿库门崔克斯公司（Acumentrics）、康明斯公司（Cummins）、德烁自动化系统公司（Delphi）、燃料电池能源公司、通用电气公司以及西门子公司6大公司合作，对第一个固体氧化物燃料电池（SOFC）发电机组原型成功完成了测试，装机容量3-10kw,测试运行结果表明平均效率为38.5％，最高可达41％，系统利用率平均达到97％，成本为724~775$/kW，这一结果使SOFC商业化应用的可行性取得了重要的进步。