2026-04-22 23:40:06
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人類對氫能源的實際應用可以追溯到200年前。氫儲量豐富、易(yi)於(yu)獲(huo)得(de),是(shi)理(li)想(xiang)的(de)能(neng)源(yuan)載(zai)體(ti)。氫(qing)燃(ran)料(liao)優(you)點(dian)很(hen)多(duo),其(qi)一(yi)是(shi)實(shi)現(xian)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)零(ling)排(pai)放(fang)。這(zhe)一(yi)特(te)點(dian)使(shi)氫(qing)燃(ran)料(liao)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)搶(qiang)眼(yan)。然(ran)而(er)如(ru)何(he)以(yi)低(di)廉(lian)的(de)成(cheng)本(ben)生(sheng)產(chan)出(chu)大(da)量(liang)氫(qing)氣(qi),是(shi)一(yi)個(ge)處(chu)於(yu)討(tao)論(lun)中(zhong)的(de)問(wen)題(ti)。這(zhe)裏(li)提(ti)出(chu)一(yi)個(ge)改(gai)造(zao)現(xian)有(you)天(tian)然(ran)氣(qi)電(dian)廠(chang)的(de)設(she)想(xiang),或(huo)許(xu)可(ke)以(yi)為(wei)氫(qing)能(neng)源(yuan)的(de)生(sheng)產(chan)增(zeng)添(tian)一(yi)些(xie)啟(qi)示(shi)。 氫經濟時代 自20世紀90年代中期起,許多問題集中出現,如城市空氣汙染日益嚴重、低排放或零排放車輛的需求持續增加、quanqiuqihoubiannuanjiakuaidengdeng。tongshi,bansuizherijiangaozhangdequanqiunengyuanjinquehusheng,xuduoguojiadoukaishishishinengyuanduoyanghuazhanlve,jiadaxinnengyuanyanfalidu,tansuodaitihuashiranliaodenengyuanjishu。 在各種新能源中,氫能源被認為最有可能大量投入實際使用。許多國家都展開對氫能的開發利用。美國、日本等國都大力發展本國氫燃料電池及氫的製造、運輸、儲存技術。 氫氣生產方法不同,其投資額和邊際成本也不一樣。製氫的能源和燃料也有多種來源,能源有天然氣、核能、太陽能、風力等,燃料有生物燃料、meitandeng。tongjishujubiaoming,meitanzhiqingzuibianyi,danzheyifangfachanshengdegaowuranyouhuishiqingqikejidehuanbaoxingdangranwucun。tianranqizhiqinghenhaodibaituolezheyiwenti,xiangyaokaiqiqingjingjishidai,shouxianjiuyaoxunzhaochujingjishihuidedaliangshengchantianranqidefangfa。changqiyilai,zheyiwentiyizhizuaizherenleishehuimairuyigeditanqingranliaoshidai。 從現有天然氣電廠“抽”氫 helanjifaguodeyixiehuaxuejiazhichu,jianzaohuafeijudadexingongchangbuqieshiji,gaizaoyiyoutianranqifadianchanggengjiaxianshi。danshiyoupipingzhichu,jiangxianyoutianranqifadianchangjinxingfanxin,kenenghuishixiaolvdixia。buguoyaoxiangyuyuetongxiangqingshidaidezhangai,muqianyezhinengcaiyongxianyoudehuashiranliaojishu。 盡管將氫轉化為能量所需的廉價燃料電池及其他技術都已相當成熟,但是目前還未找到大量生產氫的方法。荷蘭阿姆斯特丹大學的加蒂.羅(luo)騰(teng)博(bo)格(ge)團(tuan)隊(dui)與(yu)其(qi)法(fa)國(guo)裏(li)昂(ang)大(da)學(xue)的(de)同(tong)事(shi)認(ren)為(wei),由(you)於(yu)能(neng)源(yuan)市(shi)場(chang)相(xiang)對(dui)保(bao)守(shou),隻(zhi)有(you)使(shi)用(yong)現(xian)有(you)礦(kuang)物(wu)燃(ran)料(liao)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)才(cai)比(bi)較(jiao)實(shi)際(ji),並(bing)且(qie)有(you)成(cheng)功(gong)的(de)可(ke)能(neng)。他(ta)們(men)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)催(cui)化(hua)劑(ji),可(ke)以(yi)模(mo)仿(fang)沼(zhao)氣(qi)發(fa)電(dian)廠(chang)的(de)燃(ran)料(liao)室(shi),在(zai)燃(ran)燒(shao)室(shi)裏(li)分(fen)解(jie)甲(jia)烷(wan)、產生氫氣。這一方法對現有發電廠的改動很小。 焦炭沉澱物問題 對於到底應該使用哪種催化劑,研究者嚐試鈰的氧化物以及鎳催化劑,將甲烷和氧氣的混合氣體加熱至400攝氏度至500sheshidu,laimonifadianchangdeqingxing。zuikaishi,jiawanranshaoxiaohaosuoyouyangqibingchanshengreliang。jiezhe,zaicuihuajijireliangzuoyongxia,shengyuzhaoqifenjiechenggutaitanheqingqi。lianggejiawanfenzide8個氫原子可以產生大約2個氫氣分子――使用這一方法氫氣的實際產生率約為25%~30%。 在發電廠內產生的部分熱量會像平常一樣用於發電,這樣可以利用浪費的能量,提高效能。 實驗顯示,催化劑在被固態炭堵塞前,可以連續有效工作7小時。據研究小組的久瑞安.貝克爾斯介紹,即使催化劑被堵住,也很好清理,因為這些焦炭沉澱物很容易燃燒。他還說:“改變在燃燒室內的混合氣體,也是減少焦炭沉澱物的有效方法。”但他補充說,研究人員不確定是否能在真正的天然氣發電廠內,實現這樣的控製水平。 生產氫氣能耗高 哈裏斯指出,全世界95%deqingqidoushicongtianranqizhonghuoqude,shiyongdezhengshihuashiranliaozhuanhualu。zaizhuanhualuzhong,tianranqiyuzhengqifanyingchanshengqingqiheeryanghuatan。zheyiguochengshijichanshengqingqidexiaolvdayuewei65%~70%。他說,在找到生產氫氣的可再生資源之前,這一效率已經夠用。 但瑞士聯邦科技學院的阿爾多.shidanfeierdequechibutongyijian。tazhichu,yaochanshengxuyaodezhengqi,bidingyaoxiaohaoyidingderanliao。xiangbieryan,tianranqifadianchangcongtianranqizhonghuoqunengliangdexiaolvgenggao。tahaishuo:“因為生產氫氣是一個高耗能過程,因此在轉爐中用甲烷生產氫氣,每千瓦時產生的二氧化碳量更多。” 太陽能解決方案 史丹菲爾德的研究建議將注意力集中在太陽能上,因為太陽能可以提供熱量來分解甲烷並生產氫氣。他說:“通過這些複雜的過程,我們‘混合’太(tai)陽(yang)能(neng)及(ji)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)產(chan)生(sheng)的(de)能(neng)量(liang),將(jiang)現(xian)有(you)的(de)以(yi)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)技(ji)術(shu)與(yu)未(wei)來(lai)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)化(hua)學(xue)技(ji)術(shu)聯(lian)係(xi)起(qi)來(lai)。這(zhe)樣(yang)能(neng)節(jie)省(sheng)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao),減(jian)少(shao)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)排(pai)放(fang),並(bing)且(qie)能(neng)為(wei)太(tai)陽(yang)能(neng)生(sheng)產(chan)氫(qing)氣(qi)鋪(pu)路(lu)搭(da)橋(qiao)。” 不(bu)過(guo),這(zhe)一(yi)設(she)想(xiang)同(tong)許(xu)多(duo)其(qi)他(ta)提(ti)議(yi)一(yi)樣(yang)還(hai)隻(zhi)處(chu)於(yu)理(li)論(lun)階(jie)段(duan)。展(zhan)望(wang)未(wei)來(lai),如(ru)果(guo)能(neng)夠(gou)找(zhao)到(dao)大(da)量(liang)可(ke)持(chi)續(xu)生(sheng)產(chan)氫(qing)的(de)方(fang)法(fa),或(huo)許(xu)可(ke)以(yi)開(kai)啟(qi)一(yi)個(ge)嶄(zhan)新(xin)的(de)氫(qing)經(jing)濟(ji)時(shi)代(dai)。