氢能的开发和利用0624
氢能源的开发及利用
氢能源的开发及利用一、引言随着人类对可持续发展的愈发关注，曾经远古时期存在的能源——氢能源，再度成为人们瞩目的焦点。
氢气作为一种绿色、清洁的化学能源，具有丰富的储量，可以从多种能源中产生，同时不会产生污染和温室气体的排放。
因此，氢能源被认为是解决全球能源供应危机及环境保护问题的最佳选择。
二、氢能源的开发1. 生产氢气生产氢气的方法很多，目前商业化程度较高的主要有三种：天然气重整、煤的气化和水电解制氢。
天然气重整法是目前用量最多的氢气生产法，具有高效、成本低，生产出的氢气纯度高等优点。
但这种方法会产生大量的二氧化碳，不利于环境保护。
煤的气化法具有储量丰富、生产成本较低等优点。
但由于其会使用大量能源，同时会排放大量的温室气体和有毒气体，因此在环境保护方面有很大的不足。
水电解制氢法相对来说更加环保，因为其仅需要水和电，不会产生有害气体的排放，且不会耗尽可再生能源的储量。
但是，它的生产成本较高，制氢效率不高等问题一直困扰着其发展。
2. 储藏由于氢气的密度极小，一般情况下，其储存可以采用液态、气态和固态等多种方式。
液态储氢具有存储密度高、体积小的优点，然而需要极低的温度和非常高的压力才能维持其状态，成本极高。
气态储氢由于存在大量的体积瓶颈问题，其应用非常有限。
固态储氢是近年来研究的新热点，其优点在于可以在室温下维持状态，不需要特殊的储存设施。
但由于当前技术水平较低，实现规模化应用还需要时间。
三、氢能源的利用1. 汽车工业汽车是目前工业社会中最主要的能源消耗行业之一。
因此，发展氢能源汽车已经成为许多国家支持的方向。
氢燃料汽车具有零污染排放，非常适合城市道路拥堵的情况。
目前全球范围内已经开始了氢燃料汽车的推广工作，一些汽车品牌也在不断推出氢气动力汽车。
2. 电力工业氢气可以输出和储备连续的可靠电源。
氢电池可以和太阳能电池板和风能电池板相结合，成为一个配套的、绿色的、可持续的电力生成系统。
这种系统即使在季节性的太阳能电池板不足以支持电力需求的时期，也可以确保可靠的电力供应。
新能源之氢能ppt课件
• 2004年2月，美国能源部出台了《氢态 势计划：综合研究、开发和示范计划》。
• 氢经济必须经历4个相互重叠、关联的阶 段： – 技术研发与示范(2000—2015年) – 前期市场渗透(2010—2025年) – 基础设施建设与投资(2015—2035年) – 氢经济实现(2025—2040年)
• 氢燃料电池工作原理：
• 氢燃料电池的应用：
•
把化学能直接转化为电能供机械应用
采 用 氢 燃 料 电 池 的 实 验 车
• 在旧金山召开的英特尔开发商论坛上， 千年电池公司向人们展示了一台运行原 型氢燃料电池的电脑。目前绝大多数笔 记本电脑在电池充满情况下可工作三到 四小时。
• 迄今，千年电池的 工作时间仅有三小 时，但是公司的开 发目标是将电池性 能提高到八小时。
• 但随后二十年间中东形势趋缓、原油价格 下跌，石油依旧成为交通运输业的首要选
择，因此对于氢经济发展的相关研究渐少。 直到1990年代末期气候变化（全球变暖 等）问题引起重视以后，氢能与氢经济又 再度成为世界各国研究的热点。
（1）美国氢经济发展战略：
• 美国在1990年就通过了氢能研究与发展、 示范法案。
因此利用常规能源生产的电能来大规模 的电解水制氢显然是不合算的。
• 热化学制氢
• 这种方法是通过外加高温热使水起化学 分解反应来获取氢气。
• 到目前为止虽有多种热化学制氢方法， 但总效率都不高，仅为20％～50％，而 且还有许多工艺问题需要解决。依靠这 种方法来大规模制氢还有待进一步研究。
氢能源的应用及其发展
氢能源的应用及其发展一、什么是氢能源1.氢能源介绍当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。
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、能源将要枯竭，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。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。
它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采，今下几乎完全依靠化石燃料制取得到，如果能回收利用工程废氢，每年大约可以回收到大约1亿立方米。
2.氢能源的特点作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点：-能量高。
除核燃料外，氢的发热值是目前所有燃料中最高的，是汽油的3倍。
氢的高能，使氢成为推进航天器的重要燃料之一；-氢本身无毒，燃烧产物是水，无污染，且能循环使用；-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；-利用形式多，可以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
-耗损少：可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小；-利用率高：氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高；-运输方便：氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。
因此，可以说氢能是最理想的、完美的能源。
氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注。
发展氢经济是人类摆脱对化石能源的依赖、保障能源安全的永久性战略选择。
二、氢能源的利用2001 年，在一个由联合国发展计划署发起的论坛上，皇家荷兰壳牌公司的主席菲尔·瓦特说：“石油和天然气是最重要的矿物燃料，它们曾经把整个世界推进了工业时代，但 21 世纪它们将为以氢经济为基础的能源新制度革命让出发展空间。
高一化学教案：氢能的开发与利用学案
高一化学教案：氢能的开发与利用学案
【摘要】鉴于大家对十分关注，小编在此为大家搜集整理了此文“高一化学教案：氢能的开发与利用学案”，供大家参考!
本文题目：高一化学教案：氢能的开发与利用学案
第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用
氢能的开发与利用
【我思我学】
想一想：
1.用传统的煤、石油、天然气作为燃料，其主要缺点是什幺?国际上认为“氢能源将是21 世纪中后期最理想的能源”。
你怎幺理解这一说法?
2.在生活和实际生产中大量应用氢能源，首先要解决哪些问题?
3.什幺是储氢材料?
查一查：。
氢能的开发利用
氢能的开发与利用摘要伴随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新能源，当前在世界范围内氢能源研究开发十分活跃，在我国发展氢能源具有重要的战略意义。
文章总结了氢能源的生产现状和未来的发展趋势，详述了氢能源制备和存储所面临的问题，提出了关于氢能源未来发展趋势的一些见解。
关键词氢能源生物制氢储氢材料Abstract Along with the coming of the 21st century，every country of the world encountered with the problem of energy requirement．Hydrogen is a best kind of new green energy with high calorific value．Its development has very important denotation of strategy in our country．Essay summarizes the status of research hydrogen energy and write up two questions we facing during the produce and storage of hydrogen energy.At last show some views about developing of hydrogen energy.Keywords hydrogen energy hydrogen produced using living things hydrogen storage materials1. 引言面对当前石油危机，世界各国都高度重视，都在千方百计地寻找对策，有的不断地加大石油天然气开发；有的大力发展太阳能和风能；有的不断加大对绿色再生资源的开发利用；有的不惜耗费巨资进行煤变油，以应对石油短缺和恐慌。
非常规能源开发与利用的新技术
非常规能源开发与利用的新技术能源是人类社会发展的基础，是支撑社会生产和生活的重要因素。
但是传统能源的使用对环境造成了极大的破坏，对人类的生存和发展产生了很大的威胁。
为了推动可持续能源发展，开发和利用非常规能源已成为当前各国的发展趋势。
本文将介绍几种非常规能源的开发和利用新技术。
1. 地热能利用技术地热能是指地球深部含有的热能，其温度高于地表常规气体或水的温度。
地热能是一种可以可持续利用的非常规能源。
地热供热和发电是目前最主要的利用方式，在地震和火山活动频繁的地区尤其受到重视。
利用地热能进行发电时，主要有超临界二氧化碳重复回收技术、地热二联循环发电技术、地热卡伦循环发电技术等。
超临界二氧化碳发电技术是目前应用较多的一种技术。
它采用二氧化碳作为工质，将地下热水提升至工作状态所需的温度和压力，达到使工质具有极高密度的目的。
这样，工质在旋转喷嘴内转动，涡轮旋转带动发电机转子转动，发电发电的同时，还有二氧化碳的冷却回收。
其优点是无污染、高效率、稳定性好、可持续利用性强。
2. 生物质能利用技术生物质是指由植物、动物等生物体通过光合作用或食物链等形式所形成的有机物，广义上包括木材、秸秆、麦草、芦苇、糠秕、动物粪便等。
近年来，生物质能的利用已成为重要的可再生能源之一。
生物质能发电技术主要包括：直接燃烧、生物质气化、焚烧发电、有机废物分解发电等。
其中，生物质气化技术是最有潜力的一种技术。
生物质气化技术是将生物质转化为气体燃料，再通过燃烧和发电实现能源利用。
生物质气化技术具有低污染、可再生、效率高、灵活性强等特点，然而，该技术目前仍存在设备复杂、操纵难度大、技术成本高等问题，需要更多的技术和经济支持来推进其发展。
3. 氢能利用技术氢能是一种广泛适用的清洁能源，它的燃烧产生的唯一副产品是水。
因此，氢燃料可以减少或消除二氧化碳、氮氧化物和颗粒物的排放，实现以极为环保的方式进行能源转换。
目前，氢燃料电池车已成为新能源发展的热点之一。
氢能源的开发与利用
氢能源的开发与利用氢能源汽车氢能是一种二次能源，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、几乎完全依靠化石燃料。
随着石化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。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点：l、重量最轻的元素。
标准状态下，密度为0.8999g/l，－252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。
2、导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。
3、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。
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9000倍。
4、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。
5、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。
6、无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁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，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。
产物水无腐蚀性，对设备无损。
7、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。
8、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。
9、可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。
氢能与燃料电池产业概论 第一章 氢能概论
第一章 氢 能 概 论
2023年
01 氢能的特点
目录
CONTENTS
02 氢能的综合开发与利用 03 氢能对实现“双碳”目标的作用与价值 04 氢能全产业链图谱
05 国内外氢能产业发展现状
氢能与燃料电池产业概论
01 氢 能 的 特 点
氢能与燃料电池产业概论
氢能的特点
氢（英文名称：Hydrogen）是一种化学元素，符号为 H，在元素周期表中位于第一位，其原子质量为1.00794u，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%。常温常压下，氢通常的单质形态是氢气（H2），表现 为无色透明、无味无臭，是一种双原子分子气体，也是所有气 体中密度最小的气体。在超低温(-253℃)高压条件下，氢气转 变成无色无味透明的液体，称为液氢；当温度低至-259.1℃ 时，可变成白色雪花状的固体，称为固氢。
3、来源丰富：氢可从水、化石能源等多种含氢元素的物质中制取。例如可通过煤炭、石油、天然气/页岩 气等化石能源重整制取，焦炉煤气、氯碱化工、丙烷脱氢等工业副产氢提纯制取，甲醇、氨等化工原料分解制 取，水电解制取，生物质气化制取等。
4、可储存运输：相比另一种能源载体电力，氢形态多样，可以以气态、液态、固态的形式，通过不同的储 存技术和运输方式，将氢气储存并运输到有需求的地区；在需要使用时，可通过燃料反应或燃料电池反应，分 别将氢能转化为热量或直接转化为电能。
氢能与燃料电池产业概论
氢能的综合开发与利用
1、全产业链统筹发展。 氢能产业链包括上游的制氢、储运、加注环节，中游的燃料电池及其核心零部件，以及下游的应用环节， 涵盖了氢能供给端及燃料电池的应用端。目前，我国在氢能的许多环节已经实现自主化生产。
氢气能源的开发和利用
氢气能源的开发和利用第一章：氢气能源的概述氢气被认为是未来能源中最为重要和最为前景的一种，它具有高效、清洁、无污染、储存方便的特点，已经被广泛应用于汽车、航空、航天、工业等领域。
目前，全球各国都在积极开展氢气能源的研发和利用工作，以期能够更好的保护环境、缓解能源压力。
第二章：氢气能源储存技术氢气的储存一直是氢能技术研究的难点之一，目前氢气储存技术主要有：压缩储氢、液态储氢、固态储氢、化学储氢等。
其中，压缩储氢和液态储氢是目前使用最广泛的储存技术，且随着科学技术的进步，固态储氢和化学储氢的应用也逐渐增加。
第三章：氢气能源使用领域氢气能源目前主要应用于汽车、航空、航天、工业等领域。
在汽车领域中，氢燃料电池汽车被认为是未来汽车技术的首选方案，目前全球已经有多家汽车厂商接连推出了商用化的氢燃料电池汽车。
在航空、航天领域中，氢气作为燃料被广泛应用于火箭、卫星、飞艇等设备中。
在工业领域中，氢气被应用于炼铁、化工、食品、电子等领域，起到了重要的作用。
第四章：氢气能源的开发和利用国别分析目前，全球各国都在积极探索氢气能源的开发和利用，以期能够更好地应对能源危机和环境污染问题。
日本是全球氢燃料电池汽车应用最为广泛的国家，其政府在氢能技术研究、氢气基础设施建设等方面的投入非常大。
欧洲国家也非常重视氢气能源的开发和利用，德国、法国、英国等国家均在积极推进氢气能源的发展。
中国政府也将氢气能源作为重点发展的战略性新兴产业，目前已经有多项涉及氢气能源的政策和投资。
第五章：氢气能源的优缺点氢气能源作为一种新兴能源，具有多种优点，如清洁、高效、无污染、可再生、用途广泛等。
但是氢气能源也有其缺点，如储存、产生成本高、氢气难以在常温常压下储存等。
因此，针对这些问题需要不断地进行技术研究和探索，以期将氢气能源的优点更好地发挥出来并弥补其缺点。
第六章：结论氢气作为一种新兴能源，受到各国政府和学术界的高度关注和支持。
目前氢气能源已经应用于多个领域中，但是也存在一些技术问题和困难需要解决。
氢能利用及技术发展方向综述
氢能利用及技术发展方向综述一、氢能源的前景目前世界各国都在因地制宜的发展核能、太阳能、地热能、风能、生物能、海洋能和氢能等新型能源，其中氢能以资源丰富、热值高、无污染等优点被认为是未来最有希望的能源之一。
美、欧、日等发达国家都从国家可持续发展和安全战略的高度，制定了长期的氢能源发展战略。
美国的氢能发展路线图从时间上分为4 个阶段：①技术、政策和市场开发阶段；②向市场过渡阶段；③市场和基础设施扩张阶段；④走进氢经济时代。
从2000年至2040年，每10年实现一个阶段。
而欧盟划分为三个阶段，即短期，从2000年到2010年；中期，从2010年到2020年；中远期，从2020年到2050年。
第一阶段将开发小于500kW的固定式高温燃料电池系统(MCFCPSOFC）；开发小于300kW的固定式低温燃料电池系统(PEM)。
第二阶段是新的氢燃料家用车比例要达到5%，其他氢燃料交通工具比例达到2%。
所有车的平均二氧化碳排放量减少2.8g/km，二氧化碳年排放量减少1500万t。
第三阶段是新的氢燃料家用车比例要达到35%，其他氢燃料交通工具比例达到32%。
所有车的平均二氧化碳排放量减少44.8g/km，二氧化碳年排放量减少2.4亿t 。
中国对氢能的研究与发展可以追溯到上世纪60年代初，中国科学家为发展国家的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产、H2/02燃料电池的研制与开发进行了大量有效的工作。
上世纪7O 年代，将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发。
2003 年11月中国加入了“氢能经济国际合作伙伴”，成为其首批成员国之一。
在中国公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《国家“十一五”科学技术发展规划》中都列入了发展氢能和燃料电池的相关内容。
目前中国已在氢能相关技术的研发领域取得了多方面的进展。
在国家科技部和各部委基金项目的支持下，中国已初步形成了一支由高等院校、中科院、能源公司、燃料电池公司、汽车制造企业等为主的从事氢能与燃料电池研究开发及利用的专业队伍，研发领域涉及氢经济相关技术的基础研究、技术开发和示范试验等方面。
氢能源利用现状及发展方向
石化燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，另外二氧化碳排放增加造成地球温度逐年升高。
氢能源燃烧产物是水清洁环保且储量丰富易制备，发展氢能已取得国际社会共识成为新能源利用的主流趋势。
1 氢能源优势氢元素原子序数为1，位于元素周期表第一位，常温常压下以气态存在，超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源，具有以下特点：1.1 资源丰富，来源多样氢元素是宇宙中含量最丰富、最原始也最简单的元素，占宇宙总质量的75%，如果按照原子个数来计算的话，氢原子的个数占宇宙总原子数的90%以上，地球上氢元素提取后释放的热量超出地球上所有化石燃料放出的热量9000倍[1]。
氢气的来源多种多样，可以通过化石能源与水蒸气反应制备，可以通过生物质裂解或微生物发酵等途径制取；可以通过提取石化、焦化、氯碱等工业副产气获得；甚至可以通过电解水来制取。
1.2 灵活高效，经济环保氢气单位热值高（40kWh/kg），是同质量汽油、柴油、天然气等化石燃料热值的2.8~4倍；另外氢气的转化效率也远超其他燃料，通过燃料电池氢气可达到85%的能源综合转化效率，而常规的汽柴油发动机能源综合转化率在30%~40%之间，理论上氢气取代汽柴油作为汽车驱动能源有较好的经济效益。
对比化石燃料氢燃烧时更清洁环保，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，只生成水和少量氮化氢。
生成的水无毒无害且没有腐蚀性。
另外氢燃料电池也没有内燃机的噪声污染隐患。
表1序号燃料热值热值kwh/kg 市场价格元/kg单位价格热值kwh/元1柴油12 4.9 2.452天然气13.8 3.4 4.03汽油13.3 5.6 2.324氢气4012 3.31.3 应用范围广，可存储氢能应用范围相对广泛。
可以为炼化、钢铁、冶金等行业直接提供热源、减少碳排放；可以用于燃料电池降低交通运输对化石能源的依赖；可以应用于分布式发电，为家庭住宅、商业建筑等供电供暖；甚至氢能可以作为风力、电力、热力、液体燃料等能源转化媒介，实现跨能源网络协同优化 [2]，氢能作为一种良好的能源载体用做期性能源调峰媒介，可以更经济地实现电能、热能的长周期、大规模存储，解决弃风、弃光、弃水问题[3]。
氢能源的开发和利用
氢能源的开发与利用摘要文章综述了氢能利用的巨大潜能，氢能在实际生活中的主要应用以及在国防工业中的应用.氢能在未来的能源战略中处于重要地位关键词氢能源氢气能发电燃料电池氢气能发电气体压缩技术氢是二次能源，不可能自己存在，必须用分离的方法。
目前使用最多的方法就是电解水，此外，还有一些生物制备方法也可以作为产氢的方案。
风能、潮汐能、核能和太阳能等都要先转化成电能然后再通过电解的方法分解出氢。
氢能的最大优势就是可以储存，而电能则无法储存。
同时，氢很轻，1立方米的液氢只有约70千克，但是能量密度很高。
当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。
氢作为能源有许多优越性。
水通过光分解可制得氢，水是取之不尽，用之不竭的原料，又十分低廉，地球的表面有是水，储量很大。
氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。
氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1kg氢燃烧产生的热量相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭的发热量。
但是在实际的应用中氢的存储与运输，以及利用太阳能分解水制取氢，一直是制约氢能发展的问题。
时至今日，氢能的利用已有长足进步。
自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。
美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。
我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。
利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。
氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。
目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。
利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。
如今世界上有50多个实验室在进行研究，至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。
发展氢能源，将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步一.氢能源的开发利用现状1.依靠氢能可上天古代，秦始皇统一中国，他想长生不老，曾积极支持炼丹术。
氢能 PPT
新能源—氢能开发新能源意义氢能优势及产生储氢材料氢能开发利用展望1.开发新能源意义传统能源新能源•柴薪•煤•石油•天然气•太阳能•风能•地热能•海洋能•核能•生物质能•氢能资源丰富，分布广泛新能源可再生无污染传统能源煤石油等燃料的燃烧污染环境需求量大导致资源匮乏不可再生2. 氢能优势及产生三大优势原料水，资源足燃烧放热多，142，351kJ/kg汽油发热值3倍燃烧产物水，无污染氢能产生•氢能是极理想二次能源，被誉为“绿色能源”。
•是通过一定方法利用其他能源制取的。
二次氢能能源又可分为“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”，其特点为不易储存；柴油、汽油则是应用最广的“含能体能源”，可直接储存。
3. 储氢材料•一种是将原有的储氢材料纳米化，还有一种就是开发新的纳米材料作为储氢材料•如碳纳米管液态有机储氢材料•借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现，加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢。
•常用的有机物氢载体有苯、甲苯、甲基环己烷、萘等•金属与氢形成化合物诸如离子型化合物•一定条件下能将氢释放出来•符合要求的有镁系、稀土系、钛系和锆系等合金储氢材料纳米储氢材料常见的储氢材料•碳纳米管储氢材料4.氢能开发利用三大方面a b c 依靠氢能氢动力汽车氢能发电a.依靠氢能至1928年，德国齐柏林公司利用氢的巨大浮力，制造了世界上第一艘“L Z—127齐柏林”号飞艇，首次把人们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡大西洋的航程。
大约经过了十年的运行，航程16万多公里，使1.3万人领受了上天的滋味，这是氢气的奇迹。
•更先进的是本世纪50年代，美国利用液氢作超音速和亚音速飞机的燃料，使B57双引擎辍炸机改装了氢发动机，实现了氢能飞机上天。
特别是1957前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空和1963年美国的宇宙飞船上天，紧接着1968年阿波罗号飞船实现了人类首次登上月球的创举。
氢能源的开发和利用
氢能源的开发和利用近年来，随着全球能源需求的不断增加以及环境污染的日益加剧，氢能源作为一种可持续和清洁的能源，正受到越来越多的关注和重视。
本文将从氢能源的定义、制备、存储和利用等方面进行讨论，探讨氢能源在未来的应用前景。
一、氢能源的定义氢是一种化学元素，其原子是由一个质子和一个电子组成的。
氢能源就是使用氢作为能源的形式，其能量可以通过氢与氧反应生成水的方式转化为电能或热能。
氢能源分为两种：一是作为燃料应用，由氢能源供应设施提供给各种各样的氢能源设备；二是作为一种存储形式，将电能转化为氢气存储，以便将来使用。
二、氢能源的制备氢气是一种极其环保和干净的燃料，但是它不是一种能源，只是一种能源储存形式。
因此，氢气的制备是氢能源的第一步。
目前，制备氢气的方法主要有三种：蒸汽重整法、电解法和光电解法。
1、蒸汽重整法蒸汽重整法是目前应用最广泛的氢气制备方法，其原理是在高温和高压条件下将烃类化合物和水蒸汽反应，产生氢气和二氧化碳。
2、电解法电解法是利用电解质溶液中水分子的电解而生产氢气的方法。
这种方法不需要使用化石燃料，因此没有任何污染，是非常环保的。
3、光电解法光电解法是一种新兴的氢气制备技术，其原理是利用太阳能和某些材料中的光催化剂，通过光化学反应将水分解为氧气和氢气。
三、氢能源的存储由于氢气是一种无色、无味、无毒、轻质、易逸散的气体，所以其贮存是一项重要的挑战。
目前有几种常用的贮存方法，包括压缩储氢、液态储氢和化合物储氢。
1、压缩储氢压缩储氢是将氢气压缩至超过一定的压力，然后贮存在氢气罐或氢气储存器中。
这种方法的优点是运输和贮存成本低，但是需占用大量空间。
2、液态储氢液态储氢是将氢气液化后贮存在储存容器中，这种方法的容量比压缩储氢大，但是也面临着制冷、危险和易泄漏等问题。
3、化合物储氢化合物储氢是一种将氢气存储在一种氢吸附材料中的储存方法，这种材料可以在常温下和常压下吸附氢气，从而实现氢气储存。
这种方法具有良好的安全性和贮存性能。
氢能源的开发和利用()资料
氢能源的开发和利用摘要随着化石燃料等不可再生资源的日益紧缺和环境污染日益加重，人们迫切需要寻找替代能源。
氢能作为可持续、清洁的能源而被广泛研究，是未来人类的理想能源之一，对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。
本文主要述评了氢能制备、氢能储运、氢能利用在国际和国内的最新研究动态，并对氢能未来开发前景进行了展望。
关键词：氢能源氢能制备储氢技术氢能利用目录前言 (3)第一章氢能制备方法 (4)1.1矿物燃料制氢 (4)1.2电解水制氢 (4)1.3甲烷催化热分解制氢 (4)1.4生物制氢 (5)第二章储氢技术 (6)2.1高压气态储氢 (6)2.2低温液态储氢 (6)2.3固态储氢 (6)第三章氢能利用方法 (7)3.1氢内燃机 (7)3.2燃料电池 (7)3.3核聚变 (8)第四章国内外氢能研究开发现状 (9)第五章展望和总结 (11)参考文献 (12)致谢 (13)前言能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。
随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。
然而在能源开发及利用的研究总，人们发现有的能源与一般的矿物能源不同，入太阳能、风能、潮汐能等再生性能源。
氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能力密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过度的主要桥梁。
作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。
氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；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；氢本身无毒，于其他燃料相比氢燃烧时最清洁。
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，或转换成固态氢用为结构材料。
用氢代替煤和石油，不需要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。
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，在能源工业中氢是极好的传热载体。
氢能的开发与利用
化学与环境工程系
0908101唐益宁
氢能的开发与利用
2.氢能的产生方式
缺点：消耗大 1》以天然气，石油和煤为原料，在高温下 量的电能，成 本高 与水蒸气反应
2》电解水制氢气 3》利用太阳能分解水制氢气 4》利用热化学制氢气 5》利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作 用下释放氢气
化学与环境工程系
0908101唐益宁
4》5》 为最佳 方式
氢能的开发与利用
电解水制氢
电解水由分别发生在阴极和阳极的两个化学
反应组成, 如式(1),(2)和(3): Anode: H2O + electrical energy → 0.5 O2 + 2H+ + 2e- (1) Cathode: 2H+ + 2e- → H2 (2) Overall: H2O + electrical energy → H2 +0.5 O2(3)
化学与环境工程系
0908101唐益宁
氢能的开发与利用
(3) 热化学制氢。这种方法是通过外加高温 使水起化学分解反应来获取氢气。到目前为 止虽有多种热化学制氢方法，但总效率都不 高，仅为20%-50%，而且还有许多工艺问题 需要解决。依靠这种方法来大规模制氢还有 待进一步研究。
化学与环境工程系
0908101唐益宁
氢能的开发与利用
用于燃料电池，化学能转化为电能 电解，电能转化为化学能
H2O
燃烧，释放热能
H2、O2
使用催化剂，利用太阳能分解水
化学与环境工程系
0908101唐益宁
氢能的开发与利用 【思考】氢 Nhomakorabea是一种理想的，极有前途
的二级能源，它被人们视为理想的“绿 色能源”，大家知道几种产生氢能的方 式？这些方式有哪些优点和缺点呢？
氢能的开发和利用
3．氢气燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的 可燃范围，燃烧速率快。
4．氢气本身无毒，与其他燃料相比氢气燃烧时最清洁， 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。
(1)中的物质为________，(2)中的物质为________。
3．氢能的开发
(1)电解水制得氢气的化学方程式为________________。
(2) 在 光 分 解 催 化剂存 在下 ， 在 特定的 装 置 中 ， 利 用 ________分解水制氢气。
(3)利用________等低等值物和________在阳光作用下使 水分解产生氢气。
5．下列合金可作为储氢材料的是( )
A．钠钾合金
B．生铁
C．镧镍合金
D．黄铜
解 析 ： 镧 镍 合 金 在 室 温 和 适 当 压 力 下 可 吸 收 H2 ， 形 成 LaNi5H6，在一定条件下所吸收的H2又能释放出来。
答案：C
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”。由于目前“过程性能源”尚不能大量地 直接贮存，因此汽车、轮船、飞机等机动性强的现代交通运 输工具就无法直接使用从发电厂输出来的电能，只能采用像 柴油、汽油这一类“含能体能源”。可见，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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(3)绿色植物光合作用的效能是_____________________________.
第19页
苏教版•高中化学•必修2
解析：(1)纤维素在催化剂存在下水解生成葡萄糖，进一步发酵 生成乙醇，同时放出CO2。
(2)设1 000 g秸秆制得的乙醇燃料燃烧产生的热量为x，与标准状 况下的体积为y的甲烷完全燃烧产生的热量相当。
(C6H10O5)n～2nC2H5OH～1 367 kJ×2n 162n g 2 734n kJ 1 000×50%×80% g x 列比例式，解得：x＝6 750.6 kJ。
CH4 ～ 890 kJ 22．4 L 890 kJ y 6 750.6 kJ 列比例式，解得：y＝170 L。
第11页
苏教版•高中化学•必修2
第12页
苏教版•高中化学•必修2
核心解读———————————————————
一、氢气作为新能源有以下特点： 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%，除了广泛存在于星体和星际的气体中外，还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9 000倍。 2．除核燃料外氢气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142 351 kJ/kg，是汽油发热值的3倍多。 3．氢气燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围， 燃烧速率快。
答案：太阳能、风能、潮汐能、地热能以及培养能将水分解成 氢气的细菌等。
第23页
苏教版•高中化学•必修2
点拨：最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能以 及来自地球内部的能量如地热能、核能等，还有来自天体的引力能如潮 汐能等。这些新能源的特点是资源丰富，而且有些可以再生，为再生能 源，对环境没有污染或污染少。
第2课时 生物质能的利用 氢能的开发和利用
第1页
苏教版•高中化学•必修2
课标定位：①简单了解生物质能、氢能利用的现状。②认识开 发、利用高能、清洁能源的重要性和迫切性。
第2页
苏教版•高中化学•必修2
第3页
苏教版•高中化学•必修2
填一填·知识清单——————————————— 一、生物质能的利用 1．来源 生物质能来源于____________________所贮存的能量。 2．利用方式 (1)直接燃烧。 纤维素燃烧的化学方程式为：____________________________。
第4页
苏教版•高中化学•必修2
(2)生物化学转换。 ①制沼气。 a．沼气的主要成分是___，还含有______和少量________等。 b．应用：制______燃料和优质肥料。 ②制乙醇。 由淀粉制乙醇的化学方程式为： ________________________，____________________________。 (3)热化学转换。 使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的______。
第9页
苏教版•高中化学•必修2
解析：生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，生物 质能利用的最终结果：除释放能量外，产生无污染的CO2和H2O，通过 植物的光合作用，重新将太阳能转化为生物质能，因此生物质能是可再 生的新能源。光－生物质能转换的本质是光－化学能的转换，B项也是 正确的。焚烧生活垃圾发电的能量转换过程是：生物质能→热能→电能， C不正确。含淀粉较高的农作物发酵制燃料乙醇是生物化学转换，D不正 确。
第28页
苏教版•高中化学•必修2
5．下列合金可作为储氢材料的是( )
A．钠钾合金
B．生铁
C．镧镍合金
D．黄铜
解析：镧镍合金在室温和适当压力下可吸收H2，形成LaNi5H6， 在一定条件下所吸收的H2又能释放出来。
答案：C
第29页
苏教版•高中化学•必修2
第16页
苏教版•高中化学•必修2
随着人们将目光也投向寻求新的“含能体能源”，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。氢能正是一种在常规能源危机时出现、在开发新的二次 能源的同时人们期待的新的二次能源。
(1)中的物质为________，(2)中的物质为________。
第6页
苏教版•高中化学•必修2
3．氢能的开发 (1)电解水制得氢气的化学方程式为________________。 (2)在光分解催化剂存在下，在特定的装置中，利用________分 解水制氢气。 (3)利用________等低等值物和________在阳光作用下使水分解 产生氢气。 (4)开发氢能的关键是：制备氢气的________、氢气的______和 ______等问题。 (5)________的发现和应用，开辟了解决氢气贮存、运输难题的 新途径。
第20页
苏教版•高中化学•必修2
第21页
苏教版•高中化学•必修2
点拨：生物化学转化利用生物质能，常用的两种方法是：一是 将植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中，在厌氧的条 件下，经过沼气菌的作用，生成沼气；另一种方法是将纤维素或淀粉， 在催化剂存在条件下水解和细菌发酵，制成乙醇。
第22页
(2)安全可靠的贮氢和输氢方法。
由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和
运输问题也就成为开发氢能的关键。
第15页
苏教版•高中化学•必修2
二、一次能源和二次能源的区别与联系
能源可划分为一次能源和二次能源。自然界中以现成形式提供 的能源称为一次能源；如太阳能、石油、煤、天然气、风能、水力等， 一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源，如煤气、电力、汽油、 蒸气、氢气等。
①生物能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能
A．①④⑤
B．①③⑤
C．①②③
D．①③④
解析：人骑自行车是将生物能转化为机械能；电动自行车是将 蓄电池的电能转化为机械能；普通汽车是将汽油反应的化学能转化为机 械能。
答案：B
第27页
苏教版•高中化学•必修2
4．下列叙述不正确的是( ) A．动物粪便中含有丰富的生物质能 B．沼气的主要成分是甲烷，还含有CO2和少量H2S、NH3、PH3 等 C．乙醇汽油可作发动机的燃料 D．焚烧生活垃圾产生的烟气中不含有毒物质二口恶英 答案：D
第7页
苏教版•高中化学•必修2
第8页
苏教版•高中化学•必修2
做一做·自我测评——————————————— 1．下列有关生物质能的说法不正确的是( ) A．生物质能是可再生能源 B．生物质能本质上是化学能 C．焚烧生活垃圾发电是将生物质能直接转化为电能 D．玉米、高粱发酵制乙醇是生物质能的热化学转换
答案：CD
第10页
苏教版•高中化学•必修2
2．氢气是一种很有前途的绿色能源，以水为原料，大量制取氢 气最理想的途径是( )
A．利用太阳能直接使水分解产生氢气 B．以焦炭和水制水煤气后分离出氢气 C．用Fe跟HCl反应放出H2 D．由热电站提供电力，电解水产生氢气 解析：A中利用太阳能直接使水分解产生氢气是最理想的途径， 而B、C、D三项中都会消耗其他的物质或能量。 答案：A
第18页
苏教版•高中化学•必修2
(2)已知：
CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
C2H5OH(l)＋3O2(g)→2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 367 kJ·mol－1
若某种植物的秸秆含纤维素约50%，由植物秸秆经过一系列转 化得到乙醇原料的总利用率为 80% ，则以 1 000 g 秸秆为原料制得的乙醇 燃料燃烧所产生的热量与__________L甲烷完全燃烧产生的热量相当(标 准状况)。
第14页
苏教版•高中化学•必修2
6．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。
由以上特点可以看出氢是一种理想的新的含能体能源。目前液 氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能的大规模的商业应用还有待解决 以下关键问题：
(1)廉价的制氢技术。
因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量， 而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学 家共同关心的问题。
第17页
苏教版•高中化学•必修2
题型研析———————————————————
知识点一 生物质能的生物化学转换 【 例 1 】 随着工业的发展，能源问题越来越引起人们的重 科学家预言，未来最理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸秆(主要的成 分是纤维素)用适当的催化剂作用，水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化为乙 醇，用作燃料。 (1)写出将绿色植物的秸秆转化为乙醇的化学方程式：_________。
第25页
苏教版•高中化学•必修2
2．煤、石油、水能、生物能的共同点是( ) A．都是可再生的常规能源 B．都是来自太阳辐射的能量 C．都是清洁的能源 D．都是二次能源 解析：地球上的一切能源来自太阳辐射能。 答案：B
第26页
苏教版•高中化学•必修2
3 ．自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量类型分别是 ( )
第24页
苏教版•高中化学•必修2
随堂反馈——————————————————— 1．下列对城市废弃物中生物质能的利用不合理的是( ) A．把废弃物拉到乡下找个地点填埋掉 B．对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供暖和发电 C．把废物进行生物化学转换获取CH4 D．让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可 燃性气体 解析：垃圾焚烧处理可以把城市生活垃圾中的生物质能转化为 热能、电能；生活垃圾的填埋既是对生物质能的一种浪费，也会造成新 的环境污染。 答案：A