新能源汽车课件氢气汽车教学PPT

据统计，我国在合成氨工业中氢的年回收量可 达14×108m3；在氯碱工业中有87×106m3的氢可 供回收利用。此外，在冶金工业、发酵制酒厂及 丁醇溶剂厂等生产过程中都有大量氢可回收。上 述各类工业副产氢的可回收总量，可达15亿m3以 上。
2．氢的制备
两类：
一是从矿物燃料及水制氢，需要耗较多的 能，从而要利用可再生能如太阳能、水能、风 能及核能等制氢；
2）氢的密度小，扩散系数大，即使发生泄漏， 也会很快扩散到空气中去。因此，在开放空间， 氢几乎不会着火燃烧；
3）石油及煤燃烧时，均发出强烈的红色辐射 热，而氢火焰为无色，且辐射十分微弱，除上方 外，其下方或侧面的高温危险区十分狭窄。
（2）氢燃料具有的危险性的缺点：
1）氢点燃所需的点火能量很低，因此能被高 温炽热点点燃；
另一类就是利用微生物及纳米技术，利用多 种生物质及微生物制氢，这也可以认为是传统 与现代制氢的两大类方法。
（1）矿物燃料制氢 1）天然气制氢：
当前主要制氢法是将水蒸气与天然气在 650~700℃及镍基催化剂作用下，生产出H2及CO2的 混合气，总反应式如下：

2）由煤制氢：
煤的种类很多，其组成也不一样，可用CH0.8 表示其平均成分。在高温下由煤制氢的反应式如 下：
3）由渣油制氢：
用CH1.8表示渣油的组分，总反应式：
（2）水制氢
1）电解水制氢： 当向安装正、负电极的电解槽通低压电流时，
则在正极产生氧，而在负极产生氢。
2）热化学法及混合法：
热化学法就是在高温(2500℃以上)下，把水直 接裂解为氢和氧。
3）光解法制氢 ：
（3）沸点最低：氢的沸点为-252.8℃，属超低温。 （4）理论混合比最大：氢的理论混合比为34.48 （5）质量低热值最大：氢的质量低热值为
119.9MJ/kg （6）分子变更系数最小：氢是上列燃料中，燃烧
后的分子数比燃烧前少的惟一燃料，故分子变更 系数最小，等于0.8521
（7）不含碳的燃料，废气中的主要成分是燃烧后 的生成物H2O、空气中的N2，燃烧后空气中剩余的 O2以及在高温下生成的NOx没有汽油及柴油车所排 出的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质，不会 诱发光化学烟雾，也没有导致地球温室效应的 CO2 。
3．排放性
氢完全燃烧的产物只有H2O这么一种无害的 物质，实际上由于空气参与燃烧，空气中的氮 在燃烧的高温下会生成NOx在废气中还会含有未 参与燃烧的N2和剩余的O2，以及没有来得及燃 烧的H2。
4．氢气汽车的使用安全
（1）氢燃料更为安全的方面的优点：
1）氢的自燃温度高，若无高温火源，一般不 会着火；
1．氢气的来源 2．氢的制备 3．氢气的理化性质 4．氢气的携带方式及氢气汽车类型
1．氢气的来源
氢气的来源主要是从水中通过裂解制取，或 者来源于各种工业副产品。
它既可以借助化工技术从煤、天然气等化石能 源制取，也可利用电能、风能、太阳能、水能、 地热能、核能等能源均能转化为氢气。
（11）容积系数太小，加上沸点低，决定了氢比 其他燃料的储带难度都要大。
4．氢气的携带方式及氢气汽车类型
（1）压缩氢汽车 （2）液化氢汽车 （3）吸附氢汽车
（1）压缩氢汽车
氢气以20～25MPa的压力储存于高压容器中。 工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可以 直接喷入气缸。
（8）容积系数最小：氢相对于汽油的容积系数为 3210 。
（9）自燃点高：氢的自燃点为400℃，比汽油、 柴油和二甲醚的高。
（10）火焰传播速度为4.85m/s，比汽油的 0.83m/s高很多；氢是气态燃料，混合气形成质量 好、分配均匀，加之火焰传播速度高，允许采用 较稀的混合气；氢的自燃温度比汽油高，辛烷值 高，允许有较高的压缩比。这些因素都使得燃氢 时，热效率较高，燃料消耗率较低。
氢气汽车
源转化率高（40％以上），续驶里程 可与汽油车相当。
洁净无污染，噪声低，氢作为代用燃料，其燃烧 产物既没有HC、CO和炭烟等污染物，也没有造成温室效 应的CO2，惟一的有害排放物是NOx，因此氢是理想的清 洁燃料，对于汽油发动机只需稍加改造，就可燃烧氢气。 所以有人认为未来的燃料是氢气，氢气燃料汽车是将来 最有希望的交通工具。
2）氢的着火界限很宽广，即使是极为稀薄的 氢空气混合气，也能被点燃着火；
3）氢能从很窄的缝隙中泄漏出来。
思考题
1、了解生物柴油汽车、二甲醚汽车、、应用现状、发展趋 势。
2、氢气汽车燃料特性是什么？
（2）液化氢汽车
液化氢汽车是指以液态携带氢的氢燃料汽车， 工作时液态氢经升温、降压和计量，然后直接喷 入气缸，或在机外混合后进入气缸。一般是直接 喷入气缸。
液态氢缺点：液态氢容器必须耐-253℃下的超低温、 材料要求很高、管道及阀门要求有极高的绝热能力及耐低 温能力、液体氢是很难密封的，各接头处还必须非常密封。
（3）吸附氢汽车
吸附氢汽车是指以金属氢化物或碳纳米管携 带氢的氢燃料汽车，工作时，储存于金属氢化物 或碳纳米管中的氢释放出来直接喷入气缸，或在 机外与空气混合后进入气缸。
二、氢气燃料汽车的应用
1．氢气燃料汽车的发展现状
2．动力性
动力性较差，这意味着氢燃料发动机的功率、 转矩和氢燃料汽车的爬坡能力、加速能力较差， 最高车速较低。
这是在研究中的新方法。光解法制氢是在光 催化剂的作用下，利用光能将水分解氢和氧，其 反应可以下列总式表示：
3．氢气的理化性质
（1）氢气在常温、常压下是无色、无味、无毒的气体， 其分子式是H2。氢气的组成决定了其理化性能。
（2）最轻：氢气的分子量等于2，其密度仅为空 气的1/14.5。