清洁能源 氢能 课件
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清洁能源-精品课件
2、随着社会经济的发展，对能源的需求 也日益增长。预计，2010年全球能源 需求量达到105.99亿吨油当量，2020 年达到128.89亿吨当量，2025年则达 到136.50亿吨当量，平均年增率为2%；
3、目前世界的化石能源岌岌可危： 截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴 藏量可观的油田的话，估计到20 40年，最多到2050年就要用完； 而天然气估计可以用到2050年， 加上可能再发现的天然气田,最
•
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
a)核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大 气中,因此核能 发电不会造成空气污染,不会产生加重地球 温室效应的二氧化碳；
b)核能发电所使用的是铀燃料，而全球铀的蕴藏量相当丰富；
c)核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂 所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万 瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可 以完成运送；
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午11时9分58秒 下午11时9分23:09:5821.7.10
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
3、目前世界的化石能源岌岌可危： 截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴 藏量可观的油田的话，估计到20 40年，最多到2050年就要用完； 而天然气估计可以用到2050年， 加上可能再发现的天然气田,最
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4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
a)核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大 气中,因此核能 发电不会造成空气污染,不会产生加重地球 温室效应的二氧化碳；
b)核能发电所使用的是铀燃料，而全球铀的蕴藏量相当丰富；
c)核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂 所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万 瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可 以完成运送；
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17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午11时9分58秒 下午11时9分23:09:5821.7.10
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
氢能源的介绍课件PPT
氢能的应用
利用举例：
燃料电池、利用氢能上天、氢能汽车、氢能燃料发电、 生活用氢等
氢能的开发与利用
北京奥运会期间的氢能源公交车
• .氢能的利用途径
①氢气燃烧放热（如液态氢 作为火箭燃料） ②用高压氢气，氧气制作氢氧燃料 电池 ③利用氢的热核反应释放的 核能（氢弹）
碳纳米管储氢材料
应用
质子 交换 膜型 燃料 电池
资源丰富。氢的制取原料可以是水，地球上储存的水资源较为丰 富，并且在较长的时间内不受限制。
污染较小。氢燃烧后的产物是水，对环境的污染较小，而且不会破 坏水的自然循环。最直接的好处就是如果有一天地球上全部使用氢 能源，则诸如温室效应、酸雨、厄尔尼诺现象都会消失。 氢燃烧速度快，热值大〔⊿H（298.15K）=-286kJ／mol〕。根 据这一点，氢可以作为很好的动力能源。实验证明，氢的燃烧效 率比汽油高45%以上。 氢能能够存储，而电是很难存储的。 氢能应用范围广，适应性强，例如通过氢还原的方式可以直接炼钢 和制取甲烷。
西安科技大学
《清洁生产与循环经济》
班级 环境工程0901 姓名 尹训飞 学号 0909050115
氢能的开发与利用
1.安全环保 2.高温高能 3.热能集中 4.自动再生 5.催化特性 6.还原特性 7.变温特性 8.来源广泛 9.即产即用 10.应用范围广
十全十美
氢能的优势:
① ② ③ ④ ⑤
光解水制氢系统
水解制氢设备
矿物燃料制氢
• 以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当 今制取氢气是主要的方法。该方法在我国 都具有成熟的工艺，并建有工业生产装置。 煤为原料制取氢气在我国能源结构中，在 今后相当长一段时间内，煤炭还将是主要 能源。如何提高煤的利用效率及减少对环 境的污染是需不断研究的课题，将煤炭转 化为氢是其途径之一。
氢能源知识普及PPT课件
氢能源的应用
煤制清洁能源
煤制天然气、煤制油是煤炭清洁利用的重要途径。 其中，煤制气的加氢气化过程以及煤制油直接液化 过程中需要通入大量的氢气。
氢在化石能源清洁利用中的应用
氢气是化石能源清洁利用的重要原料。油品质量升级和煤制 清洁能源是化石能源清 洁利用的主要途径，而加氢则是这些过程中的重要环节。
谢谢观看
除此之外，国家还应加快对燃料电池 关键原材料、零部件国产化、批量化 生产的支持
氢能源发展前景
不断整合燃料电池各方面优势，带动燃料电 池产业链的延伸。同时政府还应给予相关的 示范应用配套设施
并且支持对燃料电池相关产业链予以培育等, 以加快燃料电池车示范运营相关的法规
标准的制定和加氢站等配套设施的建设，推 动燃料电池汽车的载客示范运营。有政府的离不开能源，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
什么是氢能源
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
在使用中存在安全隐患：点燃氢气前 必须验纯，氢气燃烧迅速，使用过程 中可能导致能源的浪费。
氢能源的应用
A P P L I C AT I O N O F H Y D R O G E N E N E R G Y
氢能源的应用
燃料电池是将氢气的化学能直接转化为电能的装置，具 有转换效率高、零排放等特点，是最佳的氢能利用技术 氢燃料电池汽车可实现真正的零排放、零污染，是传统 燃油汽车理想的替代品，也是氢能清洁利用的主要方式 分布式发电一般是指靠近最终用户或者就在最终用户处 的集成或者单机的小型发电装置。 氢燃料电池，以其具有的能源效率高、环境友好、占地 面积小、质量轻、运行稳定可靠、寿命长等特点
新型清洁能源PPT课件
木材及森林工业废弃物
农业废弃物
生物质能
水生植物 油料植物
城市和工业有机废弃物
人和动物粪便 8 第8页/共10页
生物质能的开发和利用： (1)热化学转化法，获得木炭、焦油和可燃气
体等品位高的能源产品
(2)生物化学转化法，主要指生物质在微生物 的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品
(3)利用油料植物所产生的生物油
6.5.1 太阳能
太阳能的优点：
•是地球上最丰富的能源 •免费使用 •不需运输 •对环境无污染
太阳能利用率低：
•地球单位表面积接收到的太阳辐射能小 •太阳能随昼夜、气候和季节的变化而变化
1
第1页/共10页
1.光热转换
光热转换：利用各种集热器将太阳能收 集并转换成热能再加以利用。
应用实例：
太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能空气 调节器、海水淡化、太阳能热电站等。
2
第2页/共10页
2.光电转换 光电转换：利用太阳辐射能转换成电
能再加以利用。
应用实例： 太阳能电池、太阳能电站等。
3
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3.光化学转换
光化学转换：是将太阳能转换成化学 能，再转换为其他能量为人类所使用。
应用实例：
如太阳能制氢，即利用太阳能在催化 剂参与下分解水制氢。
4
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(4)把生物质压制成成型状燃料(如块状、棒型 燃料)，以便集中利用和提高效率
9
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感谢观看！
10
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6.5.2 氢能
氢能的优点：
•热值高
H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O(l) △ rHm
kJ·mol-1
电子教案与课件：《清洁能源概论》 第5章 氢能
目前氢燃料电池及氢燃料电池汽车的研发与商业化应用在日本、美国、 欧洲迅速发展，在制氢、储氢、加氢等环节持续创新。
5.1 概述
5.1.3 氢能的发展概况
1）美国
美国自1973 年开始一直非常重视氢能源的开发和研究，并提出了 “氢经济”的概念。2002年，美国推出了“美国氢能路线图”。在2003 年，美国政府投资17亿美元，提出了氢能工业化生产技术、氢能存储技 术、氢能应用等重点开发项目，正式开始了氢燃料大开发计划。在2004 年2月，美国能源部公布了“氢能技术研究、开发与示范行动计划”。 该项计划详细地阐述了美国发展氢经济的步伐以及向氢经济过渡的进程 表，该计划的出台是美国推动氢经济发展的又一重大战略措施，预示着 美国发展氢经济已从前期的政策评估、制定阶段，进入到了系统化实施 阶段。
为了调节峰荷，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。利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内 燃发动机配发电机，他不需要复杂的蒸汽锅炉系统，因此结构简单，维修方便， 启动迅速，要开即开，要停即停。在电网低负荷时，还可以吸收多余的电来进行 电解水，生产氢和氧，以备高峰是发电用。这种调节作用对于电网运行是极其有 利的。
5.1 概述
5.1.1 氢能的概念与特点
氢能：化学元素氢(H--Hydrogen)，在元素周期表中位列第一位， 是所有原子中最小的。众所周知，氢分子与氧分子化合成水， 氢通常的单质形态是氢气(H2)，它是无色无味无臭，极易燃烧的 双原子的气体，氢气是密度最小的气体。在标准状况（0摄氏度 和一个大气压）下，每升氢气只有0.0899g重（仅相当于同体积 空气质量的二十九分之二）。氢是宇宙中最常见的元素，氢及 其同位素占到了太阳总质量的84%，宇宙质量的75%都是氢。
5.1 概述
5.1.3 氢能的发展概况
1）美国
美国自1973 年开始一直非常重视氢能源的开发和研究，并提出了 “氢经济”的概念。2002年，美国推出了“美国氢能路线图”。在2003 年，美国政府投资17亿美元，提出了氢能工业化生产技术、氢能存储技 术、氢能应用等重点开发项目，正式开始了氢燃料大开发计划。在2004 年2月，美国能源部公布了“氢能技术研究、开发与示范行动计划”。 该项计划详细地阐述了美国发展氢经济的步伐以及向氢经济过渡的进程 表，该计划的出台是美国推动氢经济发展的又一重大战略措施，预示着 美国发展氢经济已从前期的政策评估、制定阶段，进入到了系统化实施 阶段。
为了调节峰荷，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。利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内 燃发动机配发电机，他不需要复杂的蒸汽锅炉系统，因此结构简单，维修方便， 启动迅速，要开即开，要停即停。在电网低负荷时，还可以吸收多余的电来进行 电解水，生产氢和氧，以备高峰是发电用。这种调节作用对于电网运行是极其有 利的。
5.1 概述
5.1.1 氢能的概念与特点
氢能：化学元素氢(H--Hydrogen)，在元素周期表中位列第一位， 是所有原子中最小的。众所周知，氢分子与氧分子化合成水， 氢通常的单质形态是氢气(H2)，它是无色无味无臭，极易燃烧的 双原子的气体，氢气是密度最小的气体。在标准状况（0摄氏度 和一个大气压）下，每升氢气只有0.0899g重（仅相当于同体积 空气质量的二十九分之二）。氢是宇宙中最常见的元素，氢及 其同位素占到了太阳总质量的84%，宇宙质量的75%都是氢。
氢能——理想的“绿色能源”.ppt
2020/8/25
12
用于燃料电池，化学能转化为电能
H2O
电解，电能转化为化学能
燃烧，释放热能
H2、O2
使用催化剂，利用太阳能分解水
2020/8/25
13
氢能的开发与利用
• 【思考】氢能是一种理想的，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？
释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，
称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体
积储氢的密度，是相同温度、压力条件下
气态氢的1000倍。储氢合金都是固体，需
要用氢时通过加热或减压使储存于其中的
氢释放出来，因此是一种极其简便易行的
理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合
金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、
铁2系020/8储/25 氢合金及稀土系储氢合金。
理环境污染相结合等优点，该技术六十年代中期就已
提出，九十年代受到重视，德、日、美等一些发达国
家制定了生物制氢的发展计划，我国近年也已开发出
以厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气的技术，生
产成本低于电解水制氢，并能以中试规模制氢，产氢
率达5.7m3/m3反应器/d，被列入我国2000年十大科技
进展。
2020/8/25
2020/8/25
16
2、氢气的储存
1、常压储氢
2、高压储氢 3、液氢储氢
密度高、但能耗大、 且有自然挥发
4、金属氢化物
5、吸附储氢
2020/8/25
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一定的温度和压力条件下，一些金属能够
大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，
同时放出热量。其后，将这些金属氢化物
清洁能源 氢能 课件
21世纪将是“氢经济(Hydrogen economy)”时代
一次能源
二次能源
最终用户 汽车、飞机、 船舶
制氢
太阳能 风能 海洋能 地热能
氢 气
燃料电池
电解水
发电
电 力
工业、农业、 民生
图3-1 设想中的21世纪能源结构体系
13
美国能源部 Hydrogen Posture Plan
第一阶段(Phase I)为相关技术的研发阶段，并在此基础上 做出是否商业化的决策，此阶段中政府将起到主导作用; 在第二阶段(Phase II)，氢能初步进入市场，便携式电源和 固定/运输系统开始实现商业化，并在国家政策的引导下开 始与氢能相关的基础建设投资； 进入第三阶段(Phase III)后，氢能源和运输系统实用化， 市场和基建投资规模不断扩大； 第四阶段(Phase IV)为市场与基础建设均已完善的阶段，氢 能源和运输系统广泛应用于各个领域，完全实现“氢经济”。
11
氢能发展史－为科学家认可
近年来燃料电池技术—低温的质子交换膜燃料电池和高 温的固体氧化物燃料电池—发展迅速，被广泛认为将成 为未来人类社会中主要的动力来源，尤其是用于发电和 交通工具方面 而燃料电池最适宜的燃料就是氢。因此，科学家们预测， 氢能将与电能一起成为未来能源体系的两大支柱。
12
33
1.3 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。 氢气提纯方法较多，但有些方法不适宜用来制备高纯氢， 如膜分离法，所得产品纯度低，无法达到高纯氢纯度要求。 一些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。
氢能的开发与利用PPT课件
化学与环境工程系0908101唐益宁
第17页/共27页
化学与环境工程系0908101唐益宁
碳纳米管储氢材料
第18页/共27页
镁系• 合金镁储系氢合金有很高的储氢密度，但放氢温度高，吸放氢速度慢，因此研究 镁系合金在储氢过程中的关键问题，可能是解决氢能规模储运的重要途径。 因此对金属Mg表面催化改性引起了研究者的兴趣。近年来，有人利用射 频喷溅方法制备了Pd包覆的纳米结构的多层Mg薄膜，并对储氢性质进行 了研究。结果显示，在100oC, 0.1M Pa氢气压力条件下，氢的吸附量约 为5wt% ，薄膜在100oC真空的条件下释放出全部的氢。2006年，Au报 道了四氢呋喃处理的镁的氢化-脱氢性质，并且考察了样品的电力能态、 晶格结构和微观形貌。研究表明四氢呋喃处理的镁在100oC, 3.5M Pa条 件下吸附了6.3w t%的氢，同时四氢吠喃的处理改善了镁吸附-脱附氢的 动力学，在623 K具有较理想的反应速率
氢能的特点
1.安全环保：氢气分子量为2, 比空气轻1/14, 因此，氢气泄漏 于空气中会自动逃离地面，不会形成聚集。而其他燃油燃气 均会聚集地面而构成易燃易爆危险。无味无毒，不会造成人 体中毒，燃烧产物仅为水，不污染环境。
2.高温高能：1kg氢气的热值为34000Kcal, 是汽油的三 倍。氢氧焰温度高达2800度，高于常规液气。
十全十美
• 【思考】目前人类有哪些途径可以来利用氢能呢？
？
化学与环境工程系0908101唐益宁
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• 3.氢能的利用途径
①氢气燃烧放热（如液态
氢作为火箭燃料）
②用高压氢气，氧气制作氢氧
燃料电池
③利用氢的热核反应释放的
核能（氢弹）
化学与环境工程系0908101唐益宁
《洁净的燃料―氢气》燃料PPT课件鉴赏
移走可燃物，使木船的温度没有达到着火点
（2）起火后曹军的部分船只逃脱，这些船没有被烧的 原因 提供热量，使温度达到木船的着火点
（3）孔明“借”来的东风不仅使火势吹向曹营，还为 燃烧提供了 充足的氧气 ，使火势烧的更旺。
谢谢观赏
氢气的制法
（2）工业制法之一： 电解水法：2H2O 通=电 2H2 + O2
四.氢气的用途
1.燃料 2.冶炼金属 3.焊接或切割 4.充填探空气球 5.化工原料
交流与合作3
1.氢气作为能源有哪些优点？ 2.氢能源现在没有普遍使用的原因有哪些？
课堂练习与巩固
1.下列关于氢气的物理性质的描述，不正确的是( ) A.通常状况下，氢气是无色无味的气体 B.相同条件下，氢气是密度最小的气体 C.液态氢是淡蓝色液体 D.氢气极难溶于水
反应： 2H2 + O2 点燃 2H2O 现象：产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾， 放出大量热
交流与合作1 1.氢气具有可燃性，则推理氢气可用作什么用途？ 2.如果某可燃物含有氢元素，则燃烧产物一定有什么物质？ 3.如何验证物质燃烧产生了水？
12月4日晚，安徽省六安市蓝孔雀酒店，一群年轻人在酒店过完生 日后，将近200个装饰用的氢气球从电梯带走，在电梯内，有人闹 着玩用打火机烧气球，氢气球在电梯内爆炸，8人面部不同程度受 伤，电梯也因此发生故障，卡在1、2楼中间。静电、火源等都极 易引起氢气球爆炸，国家也早已明令禁止氢气用于气球充气。
反应： CuO + H2
Cu + H2O
现象：固体由黑变红，试管末
端出现水珠。
交流与合作2
氢气还原氧化铜的实验
1.试管口为什么要略向下倾斜？ 2.导管为什么要伸入试管底？ 3.实验要求“氢气早出晚归，酒精灯迟到早退”，如何理解？
（2）起火后曹军的部分船只逃脱，这些船没有被烧的 原因 提供热量，使温度达到木船的着火点
（3）孔明“借”来的东风不仅使火势吹向曹营，还为 燃烧提供了 充足的氧气 ，使火势烧的更旺。
谢谢观赏
氢气的制法
（2）工业制法之一： 电解水法：2H2O 通=电 2H2 + O2
四.氢气的用途
1.燃料 2.冶炼金属 3.焊接或切割 4.充填探空气球 5.化工原料
交流与合作3
1.氢气作为能源有哪些优点？ 2.氢能源现在没有普遍使用的原因有哪些？
课堂练习与巩固
1.下列关于氢气的物理性质的描述，不正确的是( ) A.通常状况下，氢气是无色无味的气体 B.相同条件下，氢气是密度最小的气体 C.液态氢是淡蓝色液体 D.氢气极难溶于水
反应： 2H2 + O2 点燃 2H2O 现象：产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾， 放出大量热
交流与合作1 1.氢气具有可燃性，则推理氢气可用作什么用途？ 2.如果某可燃物含有氢元素，则燃烧产物一定有什么物质？ 3.如何验证物质燃烧产生了水？
12月4日晚，安徽省六安市蓝孔雀酒店，一群年轻人在酒店过完生 日后，将近200个装饰用的氢气球从电梯带走，在电梯内，有人闹 着玩用打火机烧气球，氢气球在电梯内爆炸，8人面部不同程度受 伤，电梯也因此发生故障，卡在1、2楼中间。静电、火源等都极 易引起氢气球爆炸，国家也早已明令禁止氢气用于气球充气。
反应： CuO + H2
Cu + H2O
现象：固体由黑变红，试管末
端出现水珠。
交流与合作2
氢气还原氧化铜的实验
1.试管口为什么要略向下倾斜？ 2.导管为什么要伸入试管底？ 3.实验要求“氢气早出晚归，酒精灯迟到早退”，如何理解？
氢能——理想的“绿色能源”PPT演示课件
理环境污染相结合等优点，该技术六十年代中期就已
提出，九十年代受到重视，德、日、美等一些发达国
家制定了生物制氢的发展计划，我国近年也已开发出
以厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气的技术，生
产成本低于电解水制氢，并能以中试规模制氢，产氢
率达5.7m3/m3反应器/d，被列入我国2000年十大科技
进展。
பைடு நூலகம்
2019/11/7
36
氢能——理想的 “绿色能源”
2019/11/7
高一（6）班李雪制作 2019/11/7
1
2019/11/7
2
三、氢能
氢能系统包括制氢、储氢、氢的应用三个方面，规模 制氢和储氢是氢能研究和开发的两个重要领域。
微生物制氢
是一种无污染的经济制氢方法。该方法具有原料易得
（如采用有机污染物为原料）、制氢成本低并可与治
3）、电解水制得
4）、生物质气化制得
25019）/11/7 、光解水制得
27
3、氢能的利用途径
1）、燃烧放热 2）、用于燃料电池，释放电能 3）、利用氢的热核反应释放的核能
2019/11/7
28
4、氢气的储存
1、常压储氢 2、高压储氢 3、液氢储氢 密度高、但能耗大、且有 4、金属氢化物 自然挥发 5、吸附储氢
1是自然界存在最普遍的元素2发热值高3氢燃烧性能好点燃快4氢本身无毒5氢能利用形式6理想的清洁能源之一氢气的贮存和运输问题碳纳米管储氢材料20202820202810202028112020281220202813用于燃料电池化学能转化为电能使用催化剂利用太阳能分解水电解电能转化为化学能燃烧释放热能2020281420202815以天然气石油和煤为原料在高温下与水蒸气反应电解水制氢气利用太阳能分解水制氢气利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放氢气缺点
绿色能源演示 ppt课件
绿色能源演示
指依附在海水中的可再生能源，
海洋通过各种物理过程接收、 储存和散发能量，这些能量以 潮汐、波浪、温度差、盐度梯 度、海流等形式存在于海洋之 中。一望无际的大海，不仅为 人类提供航运、水源和丰富的 矿藏，而且还蕴藏着巨大的能 量，它将太阳能以及派生的风 能等以热能、机械能等形式蓄 在海水里，不像在陆地和空中 那样容易散失。
绿色能源演示
海水温差能是指涵养表层
海水和深层海水之间水温 差的热能，是海洋能的一 种重要形式。低纬度的海 面水温较高，与深层冷水 存在温度差，而储存着温 差热能。温差能的主要利 用方式为发电，温差能利 用的最大困难是温差太小， 能量密度低，其效率仅有 3%左右，而且换热面积大， 建设费用高，目前各国仍 在积极探索中。
量、调查与统计得出的平均风能密度的概况可以成为该范围内风 能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上。 优点 洁净且可再生能源。 风能设施日趋进步，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。 风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 缺点 风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类 在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性 风力发电需要大量土地兴建风力发电厂，才可以生产比较多的能 源。 进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音。
•潮 汐能 •波 浪能 • 海水温差能 •盐 差能 •海 流能 • 近海风能
绿色能源演示
因月球引力的变化引起潮汐现 象，潮汐导致海水平面周期性地 升降，因海水涨落及潮水流动所 产生的能量称为潮汐能。
绿色能源演示
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势 能，是一种在风的作用下产生的，并以位能 和动能的形式由短周期波储存的机械能。波 浪发电是波浪能利用的主要方式，此外，波 浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及 制氢等
鲁教版九年级化学第六单元《清洁高效的氢能》课件
解决氢气使用过程中的 这些问题呢？
理想的氢能源循环体系 问 题
你 能 得 到 哪 些 信 息 呢 ？
该图所表示的意义在于：
1、在光催化剂的作用下，通过水的分解 实现由太阳能到化学能的转变； 2、通过燃料电池内的化学反应实现由化 学能向电能的转变。
3、化学方程式在能量的转化中起了储存 和释放的作用，可以说它是能量转化的载 体。
氢能的优点：
• 放出热量高。每升氢气放出的热量为1千克汽 油的3－4倍。
• 清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有 水，不会造成环境污染，因而又被称为“清
洁燃料”。
• 来源广泛。占地球表面71％的水中都含有大 量的氢元素，水分解可制得氢气，（2H2O 通电 2H2↑+O2↑）。氢燃料燃烧后又生成水 。水可以循环使用。
• 废电池是危害我们生存环境的一大杀手 ！一粒小小的钮扣电池可污染600立方米 水，相当于一个人一生的饮水量.
• 一节一号电池烂在地里，能使一平方米 的土地失去利用价值，并造成永久性公 害……
通过本节课的学习,你有哪些 收获和感悟?
学以致用
1.氢气将成为一种重要的新型燃料，这是因为（B）
①具有可20世纪中，人类使用的能源
主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。
根据国际能源机构的统计，假使按目前的
势头发展下去，不加节制，那么，地球上
这三种能源能供人类开采的年限，分别只
有40年、50年和200年了。人类将处于能
源危机
能
源
危
机
问题:如果没有新的能源被
发现或开发出来，200年后我 们的生活将是什么样子呢？
第六单元 化学与社会发展 第一节化学与能源开发
化学与能源
纽约 市曼 哈顿 停电 图
理想的氢能源循环体系 问 题
你 能 得 到 哪 些 信 息 呢 ？
该图所表示的意义在于：
1、在光催化剂的作用下，通过水的分解 实现由太阳能到化学能的转变； 2、通过燃料电池内的化学反应实现由化 学能向电能的转变。
3、化学方程式在能量的转化中起了储存 和释放的作用，可以说它是能量转化的载 体。
氢能的优点：
• 放出热量高。每升氢气放出的热量为1千克汽 油的3－4倍。
• 清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有 水，不会造成环境污染，因而又被称为“清
洁燃料”。
• 来源广泛。占地球表面71％的水中都含有大 量的氢元素，水分解可制得氢气，（2H2O 通电 2H2↑+O2↑）。氢燃料燃烧后又生成水 。水可以循环使用。
• 废电池是危害我们生存环境的一大杀手 ！一粒小小的钮扣电池可污染600立方米 水，相当于一个人一生的饮水量.
• 一节一号电池烂在地里，能使一平方米 的土地失去利用价值，并造成永久性公 害……
通过本节课的学习,你有哪些 收获和感悟?
学以致用
1.氢气将成为一种重要的新型燃料，这是因为（B）
①具有可20世纪中，人类使用的能源
主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。
根据国际能源机构的统计，假使按目前的
势头发展下去，不加节制，那么，地球上
这三种能源能供人类开采的年限，分别只
有40年、50年和200年了。人类将处于能
源危机
能
源
危
机
问题:如果没有新的能源被
发现或开发出来，200年后我 们的生活将是什么样子呢？
第六单元 化学与社会发展 第一节化学与能源开发
化学与能源
纽约 市曼 哈顿 停电 图
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IAHE随后创办了《国际氢能杂志》并举行了两年一次的 世界氢能大会。
10
氢能发展史－步入工程探索阶段
二十世纪80年代，德国认真地提出HYSOLAR计划，它是 德国/沙特在阿拉伯半岛的项目，计划用沙漠地带的太 阳能制氢。改项目已经过实验示范了太阳发电和电解 的直接结合，示范功率达到350kW。
德国还考虑利用加拿大廉价的水电就地电解水制氢， 液化后用船运输液氢到欧洲。
11
氢能发展史－为科学家认可
近年来燃料电池技术—低温的质子交换膜燃料电池和高 温的固体氧化物燃料电池—发展迅速，被广泛认为将成 为未来人类社会中主要的动力来源，尤其是用于发电和 交通工具方面
而燃料电池最适宜的燃料就是氢。因此，科学家们预测， 氢能将与电能一起成为未来能源体系的两大支柱。
4
中国能源一次能源需求
中国2005年的一次能源需求总量 （其它指交通运输、农业、服务业及未指明的行业）
前言
氢能，新的含能体能源
由于目前“过程性能源”尚不能大量地直接储存，因此汽 车等交通工具只能采用汽油、柴油这一类“含能体能源”。 随着常规能源危机的出现，在开发新的一次能源(如可燃 冰)的同时，人们将目光也投向寻求新的“含能体能源”， 氢能正是一种值得期待的新型二次能源。 已有资料表明，如车用燃料使用20% H2 + 80% CH4，尾 气中COx(CO与CO2)可降低20%、NOx可降低40%。
在第二阶段(Phase II)，氢能初步进入市场，便携式电源和 固定/运输系统开始实现商业化，并在国家政策的引导下开 始与氢能相关的基础建设投资；
进入第三阶段(Phase III)后，氢能源和运输系统实用化， 市场和基建投资规模不断扩大；
第四阶段(Phase IV)为市场与基础建设均已完善的阶段，氢 能源和运输系统广泛应用于各个领域，完全实现“氢经济”。
14
其它已开展的大规模氢能开发项目
冰岛于1999年在其首都雷克雅未克启动了“生态城市 交通系统”(Ecological City Transport System, ECTOS)计划，并为此专门成立了冰岛新能源公司 (Icelandic New Energy Ltd.)负责实施该计划其总体 目标是在2030年左右，冰岛全境实现以氢能替代传统 燃料。
7
为什么氢是永料和生物质燃料
名称
表3-1 几种物质的燃烧值
氢气 甲烷 汽油 乙醇 甲醇
燃烧值 / kJ ·kg-1 121, 061 50, 054 44, 467 27, 006 20, 254
氢的燃烧稳定性好 燃烧充分
8
氢－能量转化的载体
由于具有上述优点，而且目前电能存在 着难以储存、远程输运时损耗大的缺点，
18
outline
1 氢的制取 2 氢的储存与输运 3 氢的应用 4 氢的安全性
19
1 氢的制取
1.1 化石燃料制氢 1.2 电解水制氢
（其它发展中的技术：生物及生物质制氢，太阳 能光解水制氢，热化学分解水制氢）
1.3 氢气提纯
20
1.1 化石燃料制氢
由于目前冰岛所使用的能源主要来自地热和水力发电， 因此主要采用电解水技术(在加氢站就地)制氢，以燃 料电池作为主要动力设备。
15
现状与展望
目前全世界每年约生产5×1012 Nm3氢气，主要 用于化学工业，尤以合成氨和石油加工工业的 用量最大。90%以上的氢气是以石油、天然气 和煤为原料制取的，北美95％的氢气产量来自 天然气蒸汽重整。若设想将这些氢气全部作为 能源，仅相当于全球年能耗的1.5%。
12
21世纪将是“氢经济(Hydrogen economy)”时代
一次能源 制氢
二次能源 氢气
太阳能 风能
海洋能 地热能
燃料电池 电解水
发电
电力
最终用户 汽车、飞机、 船舶
工业、农业、 民生
图3-1 设想中的21世纪能源结构体系
13
美国能源部 Hydrogen Posture Plan
第一阶段(Phase I)为相关技术的研发阶段，并在此基础上 做出是否商业化的决策，此阶段中政府将起到主导作用;
故在未来能源体系中，氢能将成为各种 能量形式之间转化的最优良载体。
9
氢能发展史－发展期
1970年，通用汽车公司的技术中心提出“氢经济”的概 念，主要的思路是利用大型核电站的电力电解水制氢。
1974年，受石油危机的影响和启迪，一些学者组建了国 际氢能协会(International Association for Hydrogen Energy, IAHE)。
清洁能源 氢能
1
主要内容
前言 氢能发展史 氢的制取 氢的储存与输运 氢的应用 氢的安全性
2
让我们带着以下问题走进氢能的世界
什么是 氢能
氢能的 限制
氢能的一 般特性
氢能
氢能的 生产
氢能的储 存与运输
氢能的利 用现状
前言
二次能源
联系一次能源和用户的中间纽带，可分为 “含能 体能源” 和“过程性能源”，目前电能是当前应 用最广的“过程性能源”。
6
为什么氢是永恒的能源？
氢的资源丰富 存在形式 氢的来源丰富 制取方法 氢是最环保的能源 利用低温燃料电池，由电化学反应将氢转化为电能和水，
不污排 染放。 CO2和NOx；使用氢燃料内燃机，也可显著减少 氢气具有可储存性 与电、热最大的不同 氢的可再生性 循环－永无止境 氢是“和平”能源 －中东战争 氢是安全能源 氢的扩散能力很大，不具毒性及放射性
16
现状与展望
真正的“氢经济”距离人们的日常生活还比较遥 远
主要原因是氢能的大规模利用离不开大量廉价氢 的获得和安全、高效的氢气储存与输送技术，以 及应用技术的开发。而现阶段的科技水平与这些 条件相比尚存在一定差距，急需解决很多技术方 面的难题。
17
现状与展望
譬如，就目前而言，只有通过矿物燃料(主要是天 然气)重整技术才能获得相对廉价的氢，并非长远 之计，因而，能否开发其他真正可持续发展的、 大规模的廉价制氢技术将成为“氢经济”能否最 终实现的关键所在；另外，氢气以何种方式储存 及输送最经济、最合理也是亟待解决的问题 。
10
氢能发展史－步入工程探索阶段
二十世纪80年代，德国认真地提出HYSOLAR计划，它是 德国/沙特在阿拉伯半岛的项目，计划用沙漠地带的太 阳能制氢。改项目已经过实验示范了太阳发电和电解 的直接结合，示范功率达到350kW。
德国还考虑利用加拿大廉价的水电就地电解水制氢， 液化后用船运输液氢到欧洲。
11
氢能发展史－为科学家认可
近年来燃料电池技术—低温的质子交换膜燃料电池和高 温的固体氧化物燃料电池—发展迅速，被广泛认为将成 为未来人类社会中主要的动力来源，尤其是用于发电和 交通工具方面
而燃料电池最适宜的燃料就是氢。因此，科学家们预测， 氢能将与电能一起成为未来能源体系的两大支柱。
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中国能源一次能源需求
中国2005年的一次能源需求总量 （其它指交通运输、农业、服务业及未指明的行业）
前言
氢能，新的含能体能源
由于目前“过程性能源”尚不能大量地直接储存，因此汽 车等交通工具只能采用汽油、柴油这一类“含能体能源”。 随着常规能源危机的出现，在开发新的一次能源(如可燃 冰)的同时，人们将目光也投向寻求新的“含能体能源”， 氢能正是一种值得期待的新型二次能源。 已有资料表明，如车用燃料使用20% H2 + 80% CH4，尾 气中COx(CO与CO2)可降低20%、NOx可降低40%。
在第二阶段(Phase II)，氢能初步进入市场，便携式电源和 固定/运输系统开始实现商业化，并在国家政策的引导下开 始与氢能相关的基础建设投资；
进入第三阶段(Phase III)后，氢能源和运输系统实用化， 市场和基建投资规模不断扩大；
第四阶段(Phase IV)为市场与基础建设均已完善的阶段，氢 能源和运输系统广泛应用于各个领域，完全实现“氢经济”。
14
其它已开展的大规模氢能开发项目
冰岛于1999年在其首都雷克雅未克启动了“生态城市 交通系统”(Ecological City Transport System, ECTOS)计划，并为此专门成立了冰岛新能源公司 (Icelandic New Energy Ltd.)负责实施该计划其总体 目标是在2030年左右，冰岛全境实现以氢能替代传统 燃料。
7
为什么氢是永料和生物质燃料
名称
表3-1 几种物质的燃烧值
氢气 甲烷 汽油 乙醇 甲醇
燃烧值 / kJ ·kg-1 121, 061 50, 054 44, 467 27, 006 20, 254
氢的燃烧稳定性好 燃烧充分
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氢－能量转化的载体
由于具有上述优点，而且目前电能存在 着难以储存、远程输运时损耗大的缺点，
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outline
1 氢的制取 2 氢的储存与输运 3 氢的应用 4 氢的安全性
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1 氢的制取
1.1 化石燃料制氢 1.2 电解水制氢
（其它发展中的技术：生物及生物质制氢，太阳 能光解水制氢，热化学分解水制氢）
1.3 氢气提纯
20
1.1 化石燃料制氢
由于目前冰岛所使用的能源主要来自地热和水力发电， 因此主要采用电解水技术(在加氢站就地)制氢，以燃 料电池作为主要动力设备。
15
现状与展望
目前全世界每年约生产5×1012 Nm3氢气，主要 用于化学工业，尤以合成氨和石油加工工业的 用量最大。90%以上的氢气是以石油、天然气 和煤为原料制取的，北美95％的氢气产量来自 天然气蒸汽重整。若设想将这些氢气全部作为 能源，仅相当于全球年能耗的1.5%。
12
21世纪将是“氢经济(Hydrogen economy)”时代
一次能源 制氢
二次能源 氢气
太阳能 风能
海洋能 地热能
燃料电池 电解水
发电
电力
最终用户 汽车、飞机、 船舶
工业、农业、 民生
图3-1 设想中的21世纪能源结构体系
13
美国能源部 Hydrogen Posture Plan
第一阶段(Phase I)为相关技术的研发阶段，并在此基础上 做出是否商业化的决策，此阶段中政府将起到主导作用;
故在未来能源体系中，氢能将成为各种 能量形式之间转化的最优良载体。
9
氢能发展史－发展期
1970年，通用汽车公司的技术中心提出“氢经济”的概 念，主要的思路是利用大型核电站的电力电解水制氢。
1974年，受石油危机的影响和启迪，一些学者组建了国 际氢能协会(International Association for Hydrogen Energy, IAHE)。
清洁能源 氢能
1
主要内容
前言 氢能发展史 氢的制取 氢的储存与输运 氢的应用 氢的安全性
2
让我们带着以下问题走进氢能的世界
什么是 氢能
氢能的 限制
氢能的一 般特性
氢能
氢能的 生产
氢能的储 存与运输
氢能的利 用现状
前言
二次能源
联系一次能源和用户的中间纽带，可分为 “含能 体能源” 和“过程性能源”，目前电能是当前应 用最广的“过程性能源”。
6
为什么氢是永恒的能源？
氢的资源丰富 存在形式 氢的来源丰富 制取方法 氢是最环保的能源 利用低温燃料电池，由电化学反应将氢转化为电能和水，
不污排 染放。 CO2和NOx；使用氢燃料内燃机，也可显著减少 氢气具有可储存性 与电、热最大的不同 氢的可再生性 循环－永无止境 氢是“和平”能源 －中东战争 氢是安全能源 氢的扩散能力很大，不具毒性及放射性
16
现状与展望
真正的“氢经济”距离人们的日常生活还比较遥 远
主要原因是氢能的大规模利用离不开大量廉价氢 的获得和安全、高效的氢气储存与输送技术，以 及应用技术的开发。而现阶段的科技水平与这些 条件相比尚存在一定差距，急需解决很多技术方 面的难题。
17
现状与展望
譬如，就目前而言，只有通过矿物燃料(主要是天 然气)重整技术才能获得相对廉价的氢，并非长远 之计，因而，能否开发其他真正可持续发展的、 大规模的廉价制氢技术将成为“氢经济”能否最 终实现的关键所在；另外，氢气以何种方式储存 及输送最经济、最合理也是亟待解决的问题 。