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海洋能制氢(海洋能制氢系统)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-02-10 15:07   点击:212  编辑:jing 手机版

1. 海洋能制氢系统

氢能主要应用领域

1.航天

早在二战期间,氢即用作A-2火箭液体推进剂。1970年美国”阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。目前科学家们正研究一种”固态氢”宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料,又作为飞船的动力燃料,在飞行期间,飞船上所有的非重要零部件都可作为能源消耗掉,飞船就能飞行更长的时间。

2.交通

在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年,目前已进人样机和试飞阶段。据欧洲空客公司预测,到2004年,欧洲生产的飞机将部分采用液氢为燃料。德国戴姆勒一奔驰航空航天公

司以及俄罗斯航天公司从1996年开始试验,其进展证实,在配备有双发动机的喷气机中使用液态氢,其安全性有足够保证。美、德、法等国采用氢化金属贮氢,而日本则采用液氢作燃料组装的燃料电池示范汽车,已进行了上百万公里的道路运行试验,其经济性、适应性和安全性均较好。美国和加拿大计划从加拿大西部到东部的大铁路上采用液氢和液氧为燃料的机车。

3.民用

除了在汽车行业外,燃料电池发电系统在民用方面的应用也很广泛。氢能发电、氢介质储能与输送,以及氢能空调、氢能冰箱等,有的已经实现,有的正在开发,有的尚在探索中。燃料电池发电系统的开发

目前也开发的如火如茶:以PEMFC为能量转换装置的小型电站系统和以SOFC为主的大型电站等均在开发中。

4.其它

以氢能为原料的燃料电池系统除了在汽车、民用发电等方面的应用外,在军事方面的应用也显得尤为重要,德国、美国均已开发出了以PEMFC为动力系统的核潜艇,该类型潜艇具有续航能力强,隐蔽性好,无噪声等优点,受到各国的青睐。

2. 海水氢能源

数十亿年。

核聚变反应燃料是从海水中提炼的氢的同位素氘。每1升海水中所蕴含的氘如果提取出来,发生完全的聚变反应,能释放相当于300升汽油燃烧时释放的能量。以此推算,根据目前世界能源消耗水平和海水存量,核聚变能可供人类使用数亿年,甚至数十亿年。

3. 海水制氢工艺

将海水的pH值调至碱性时,可以抑制氯离子的氧化,使得氧气更易在阳极产生。邝允介绍,在碱性条件下,镍铁氢氧化物是目前性能较高且最稳定的析出氧气的催化剂。“选择镍铁氢氧化物作为电催化剂,或许可以同时提高电极的选择性和稳定性。”

针对氯离子带来的腐蚀性问题,研究人员让硫化镍生长在泡沫镍导体上,并使镍铁氢氧化物催化剂生长在硫化镍的顶部,形成多层结构。邝允表示,泡沫镍起到导体的作用——传输电能,引发电解。在电解过程中,中间层硫化镍会演变成一个负电荷层,保护阳极。正像两块磁铁的负极互相推动一样,带负电荷的层排斥氯离子,并阻止其到达电极内部的金属导体部分。

4. 海水制氢催化剂

中海油能源发展股份有限公司早已在氢能领域展开布局:

       2020年2月,中海油佛山市城北汽车加氢站项目工艺设备及安装招标;7月,林德宣布中海油签署合作意向书,双方将共同投资和探索中国氢能产业在工业领域的应用,尤其在氢动力领域。

同年9月,中海油更是发布海上制氢工艺技术研究招标公告,入局海上制氢。要知道,我国海洋资源丰富,中海油在海水制氢方面有相当优势,未来五到十年是绿氢和蓝氢为主的竞争,竞争的本质就是成本控制,其次是运输方式以及规模化,氢气生产成本中,原料占了一半,而海上制氢原料成本很低,而且海水制氢能够直接制造绿氢,相比蓝氢和灰氢品质更高,海洋靠近东部沿海城市,具备广阔的市场,输送成本低,目前虽然还存在一些技术问题,但是长远来看前景广阔。

       未来规划中,中海油将分三步推动新能源发展,其中一项就是发展海上风电电解水制氢,利用现有石油海底管道送到陆地终端,提供从获取、储存、运输、使用全周期零碳排能源解决方案,全面贯彻落实绿色发展理念,构建多元化清洁能源供应体系。

5. 海水制氢最新技术

海水制氢是未来以氢能为主的能源体系的核心目前全球主流的制氢技术为煤制氢、天然气制氢以及水制氢技术。

其中,煤制氢和天然气制氢需要消耗不可再生的化石燃料资源,同时产生大量的二氧化碳排放,特别是在单位质量产氢量与碳排放指标上,与水电解制氢相比不具有优势。

但是,水制氢面临着能耗偏高且全球淡水资源短缺的挑战,严重制约水制氢技术的发展推广。

根据国家能源集团估计,到2060年光中国氢气年需求量将达1.3亿吨,这也意味着要消耗23亿吨的水资源用于制氢。因此,谢和平院士认为,用取之不尽的海水来制氢,才是未来制氢技术发展的主方向,关键是要大力发展海水制氢新原理,新技术。

6. 海水制造氢燃料

氢核聚变反应燃料是氢的同位素氘、氚及惰性气体3He(氦一3)。

氘和氚在地球上蕴藏极其丰富,据测,每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油,这就是说,1升海水可产生相当于300升汽油的能量。一座100万千瓦的核聚变电站,每年耗氘量只需304千克

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