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氧化锌能光解水制氢吗-专业技术
发布时间:2022-11-15    浏览量:2723

氢能作为能源技术革命的重要发展方向,其潜力和重要性愈发受到全球的普遍认 可,被视为21世纪最具前景的清洁能源之一。氢能以其清洁环保、效能高、来源广、 可储能等优势,被称为“终极能源”,是未来替代矿物能源的最佳选择,并且能够有 效解决可再生能源的消纳问题,以解决全球化石能源危机、全球变暖以及环境污染等。


燃料电池是将氢能转化为电能最有效的转换装置。使用氢目前燃料电池汽车较高的综合使用成本是限制其商业化的主因。通过与目前市 场上其他类型汽车的使用成本拆解对比,燃料电池汽车的高成本主要来源有二:1) 车辆购置成本,主要是当前技术和规模下较高的生产成本所致;2)燃料消耗成本, 氢气在制备、储存、运输等过程中需要更多技术处理而导致更高的单位使用成本。最 终直接导致燃料电池电动车的综合成本偏高。

氢气相比于其他燃料更高的价格主要来自生产制备环节。氢气的制备、存储和运 输等技术均影响到氢气燃料能否方便快捷低成本地获取,其中氢气的大规模、低成本 和高效制备是需首要解决的关键性难题。据中商情报网,从我国目前的供氢基础设施 完善程度和技术水平来看,包括制氢和储运在内的氢气成本占到加氢站终端售价的70% 左右,其中氢气原材料成本占比达到50%。因此制氢环节较大程度上决定了氢燃料使 用的经济性。


氢能来源广泛,制备技术多元


氢能是一种二次能源,因为氢在自然界中只以化合物的形式存在,所以需要通过 特定的生产过程才能获取利用。氢能来源多样,不仅可以通过煤炭、石油、天然气等 化石能源重整、生物质热裂解,或微生物发酵等途径制取,还可以来自焦化、氯碱、 钢铁、冶金等工业副产气,也可以利用电解水制取。若与可再生能源发电结合,不仅 实现全生命周期绿色清洁,更拓展了可再生能源的利用方式。


目前已有多种制氢技术,以如下三种技术路线为主导:一是以煤和天然气为主的 化石能源重整制氢;二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为主的工业副产气制氢, 三是电解水制氢。其他制氢工艺包括生物质制氢、太阳能光解水制氢等尚处于实验开 发阶段。当前制氢原料主要以石油、天然气、煤炭等化石资源为主,较之于其他制氢 方法,化石能源重整制氢工艺更为成熟,原料价格相对低廉,但会排放大量的温室气体, 污染环境。从全球范围来看,天然气制氢是现今最主流的形式,占比近50%;醇类次之,占比为30%;仅有4%左右来源于电解水。我国则以煤炭制氢为主,占比为62%,天 然气次之,占比为19%,与“富煤贫油少气”的能源禀赋特征相符。做燃料时,氢燃料电池 理论上不产生任何空气污染物,总生命周期排放量取决于氢的生产过程(与电力一样), 而且在非常小的尺寸下也具有很高的转换效率。燃料电池具备的模块化特性意味着燃 料电池可以广泛应用在从小型便携式电子设备到大型固定设备,以及交通运输等不同 领域。燃料电池被视为一种“颠覆性技术”,它可以显著加快我们从现有世界向一个 新的、更清洁、更高效的氢能源世界的转变。根据E4Tech数据显示,交通运输是当前 燃料电池最主要的应用场景,装机量出货规模占据70%。燃料电池汽车不仅能量转换 效率高于内燃机,而且在汽车使用周期内真正实现了零污染、零排放。由于燃料电池 机械构造简单,燃料电池汽车还具备平稳,舒适和噪音低的特点。

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