氢能源研究现状

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第２２卷第１Ｏ期２００８年１０月

化工ＢＴｔＵｔ

ＣｅｉａＩｄｓｒｍｅｈｍｃｌｎｕｔＴｉｓｙ

Ｖｏ１２２，．Ｎｏ．０１

Ｏｃ．０．０８ｔ１２０

氢能源研究现状

穆亚玲王香爱

（陕西渭南针织厂，陕西渭南７４０；渭南师范学院化学化工系，１００陕西渭南７４０）１００

摘要伴随２１世纪的到来，世界各国都面临着亟待解决的能源问题。氢能是高效清洁环保型能源，在我国发展氢

能源具有重要的战略意义。介绍了制备氢能的几种途径，着重介绍生物制氢。生物制氢在开发氢能源方面具有重要

的现实地位，此技术目前仍处于研究探索阶段，加快发展生物制氢技术研究的步伐，日实现这一技术的产业但应早化。

关键词

氢能源

生物制氢

ＴｈｔｔｓｏｓａｃｄｏｅｅｇｅＳａｕｆＲｅｅｒｈＨｙｒｇｎＥｎｒｙ

ＭｕＹａｉｇＷａｇＸｉｎａｌｎｎａｇｉ

（ｈａｘＷｅａｎｔｎｌ，ｈａｘＷｅａ００ＤｐｒｅｔｆｈｍｉｒａｄＳａｎｉｉｎＫｉｉＭｉＳａｎｉｉｎ１０；ｎｔｇｌｎ７４ｅａｔｎｅｓｙｎｍｏＣｔ

ＣｅｉａＥｇｅｒｇＷｅａｅｃｅｓＣｌｇ，ｈａｘＷｅａ００ｈｍｃｌｎｉｅｉｉｎＴａｈｒｏｅｅＳａｎｉｉｎ７０）ｎｎｎｌｎ１４

ＡｂｔａｔＡｌｎｔｈｏｉｇｏｈｓｅｔｒｅｅｙｃｕｒｆｔｅｗｏｌｎｏｎｅｅｔｈｒｂｅｏｓｒｃｏｇｗｉｔｅｃｍｎｆｔｅ２１ｔｃｎｕｙ，ｖｒｏｎｔｏｈｒｄｅｃｕｔｒｄｗｉｔｅｐｏｌｍｆｈｙｈ

ｅｅｇｅｉｅｎ．ｄｏｅｓａｂｓｉｄｏｒｅｎｒｔｉｈｃｌｒｆａｕ．ＩｓｄｅｅｏｍｅｔｈｓｖｒｍｐｒｎｒｙｒｑｕｒｍｅｔＨｙｒｇｎｉｅｔｋｎｆｇｅｎｅｅｇｗｉｈｇａｏｉｖｌｅｔｖｌｐｎａｅｙｉｏ—ｙｈｉｃｔｎｅｏａｉｎｏｔａｅｎｏｒｃｕｔｙ．ＴｓｐｐｒｉｔｏｕｅｓｍｅｋｎｓｏｅｈｏｏｆｈｄｏｅＩｈｉｈ—ａｔｄｎｔｔｆｓｒｔｇｉｕｏｎｒｏｙｈｉａｅｎｒｄｃｏｉｄｆｔｃｎｌｇｏｙｒｇｎ．ｎｔｅｍａｎ，ｙｙｄｏｅｒｄｃｄｕｉｇｌｖｎｉｇｎｔａｒＨｙｒｇｎｐｏｕｅｓｎｉｉｈｎｇｏｓｓｅｅｙｉｏｔｎｎｒｇｎｐｏｕｅｓｎｉｉｇｔｎｓｉｈｅｐｐｅ．ｄｏｅｒｄｃｄｕｉ

ｇｌｎｇｔｉｓｐｓｅｓｓｖｒｍｐｒａｔａｄｈｖｒａｉｔｃｓａｕｎｈｄｏｅｘｌｉｄ，ｕｈｅｔｃｎｌｇｆｈｄｏｅｒｄｃｄｕｉｇｌｖｎｈｉｓｉｔｒｓａｃｅｎｅｌｓｉｔｔｓｉｙｒｇｎｅｐｏｔｂｔｔｅｈｏｏｏｙｒｇｎｐｏｕｅｓｎｉｉｇｔｎｇｓａｅｅｒｈｄａｄｅｙｅｐｏｅｔｇ．Ｉｍｕｔｔｅａｃｌｒｔｄｉｅｅｒｈｎｉｅａｄｍｕｔｏｂｃｉｖｄｉｄｓａｉｔｎａａｌｓｐｓｘｌｒｄｓｅｔｓｏｂｃｅｅａｅｎｒｓａｃｉｇｓｎｓｅａｈｅｅｕｔｌａｉｓｅｒａｏ—ａｄｔｎｉｒｚｏｙ

ｓｂｅｉｌ．Ｋｅｗｏｄｓｈｄｏｅｎｒｈｙｒｇｎｐｏｕｅｓｎｉｉｈｉｇｙｒｙｒｇｎｅｅｇｙｄｏｅｒｄｃｄｕｉｇｌｎｇｔｎｓｖ

氢能，是指氢与氧反应放出的能量。作为能源，

泛，它不但能燃烧生热，而且还可以产生化学能，作并

氢能有以下主要特点：的放热效率高，氢燃烧１ｇ氢可以放出１０４Ｘ１Ｊ的热量，约为燃烧１ｇ汽油放热的３倍Ｊ。氢气在燃烧过程中，释放出巨大的能量除外，产生的废物只有水，不会造成环境污染，因而又被称为“洁燃料”清。氢气的密度小、能够储藏，与难储存的电相比，有显著的优越性。氢的用途极为广具

为吸热的介质等。长期以来煤炭、石油等矿物燃料的

广泛使用，已对全球环境造成严重污染，至对人类甚

自身的生存造成威胁；时矿物燃料是不可再生能同

源，也会随着过度开采而枯竭。因此，型替代型清新

洁能源的开发与应用是大势所趋，氢能作为理想的清洁能源之一，已引起人们的广泛重视。有科学家认

收稿日期：０８—０２０６—１３基金项目：西省科技厅自然科学资助项目（０７２）陕西省教育厅号项科研资助项目（７Ｋ４）陕２０Ｂ３；０Ｊ２２作者简介：亚玲（９６～）女，程师，究方向：细化学品开发。穆１６，工研精

－．——

６．—４－－—

穆玲氢源究状亚等能研现

为，氢能是未来能源结构中最具发展潜力的清洁能源

２８ｏ２，．０。１２ｏ０■蜀圆０Ｖ．Ｎ１

之一，以其优异的使用性能在未来能源领域中扮演将

重要的角色。

等。它有利于环保和人民身心健康。此外还有一个重要的原因，国汽车工业进人了一个高速发展的阶我

段，氢燃料电池电动汽车的成功开发为氢能的利用开辟了无限广阔的发展空间。自１９９５年始，国国民我经济每年都保持着７以上的增长率，％交通能源消耗

正以每年一个百分点的速度上升。１９９０年我国石

本文着重介绍了目前制氢工业的几种方法，点重

探讨了生物制氢的方法与生物制氢的优越性。

Ⅱ

我国加快开发氢能源的必要性

能源是工农业发展，社会进步不可缺少的物质基

油进口几乎为零，而从１９９４年开始持续增长，９７１９

年石油进口占到石油消费总量的１％，００年占到５２０

础，对于急需增强综合国力的发展中国家，源更是能关系到国计民生的大事。据专家预测，地球上蕴藏的可开采利用的煤和石油等化石能源将分别在１０ａ３和９０—１０ａ以内耗竭，天然气按储采比也只能用２而

１０ａＪ３。

石油消费总量的２％，０根据这一速度推算，００年我２２国６％的石油消费将依赖进口。因而从战略的角度０

出发，国也非常有必要加紧研究氢能的开发利用。我

因此，能源短缺问题将成为长期困扰人类

目

氢能的开发研究状况

这是过去以及现在采用最多的方法。它是以煤、

社会发展的主要问题之一。我国是一个相对富煤缺油的国家，的消费量占一次性能源消费总量的煤

２１从含烃的化石燃料中制氢．

５％以上。根据我国的国情，内外专家一致认为在０国

未来的３０ａ内，中国以煤炭为主的能源结构将不会改变，而且煤炭在未来的能源系统中的地位将更为重

石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。用蒸气和煤作原料来制取氢气的基本反应过程为：Ｃ＋ＨＯ÷Ｏ＋Ｈ，蒸气和天然气作原料的制氢化学＿Ｃ：用

反应为：

ＣＨ４＋Ｈ２０ＣＯ＋３Ｈ２

要。预测到本世纪末，国的能源需求总量将达到我

２３亿ｔ７～２标准煤（０世纪９２０年代初为１Ｏ亿ｔ。）然而，即使化大力气在比较顺利的情况下发展能源工

业，２０到００年能源供应总量也只能达到约１４亿ｔ标准煤，源的需求仍将有比较大的缺口。因此，求能寻

开发新型能源技术迫在眉睫。目前新能源技术主要包括生物能，近年我国在这几个方面均取得了长足的进步。作为绿色高效的清洁能源，能的开发备受关氢

上述反应均为吸热反应，反应过程中所需的热量可以从煤或天然气的部分燃烧中获得，也可利用外部

热源。自从天然气大规模开采后，传统制氢的二业中

有９％都是以天然气为原料。天然气和煤都是宝贵６的燃料和化工原料，储量有限，制氢过程会对环其且

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。２２电解水制氢．这种方法是基于如下的氢氧