高纯氢气的发展及研究

 

现有的工业制氢主要是维持目前化工、炼油、冶金、及电子等部门的需要。主要的生产工艺为：水电解制氢，生物质气化制氢等方法，现阶段已经初步已形成规模。其中，电解水制氢是当前规模化生产氢气的主要方法，但目前电耗太高，一般约为 4.skwh/Nm3H2，特别是今年来能源持续涨价。此外，由中科院山西煤炭化学研究所开发的“甲醇重整制氢技术”已投人生产实际应用，目前最大规模为360Nm3/h，并实现系列化、批量化生产。中科院大连化学物理所在国家“九五”科技攻关项目“燃料电池技术”中，承担了燃料电池电动车用“甲醇重整制氢装置”的研制月前，已形成概念样机。石油大学承担的“九五”科技攻关项目“从 H2S制取氢气的扩大实验研究”，此方法制氢能耗低，约2.6kwh/Nm3H2，使低电耗制氢技术达到了世界先进水平。

      燃料电池的研制与开发进行了大量而有效的工作。将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发，是70年代的事。多年来，我国氢能领域的专家和科学工作者在国家经费支持不多的困难条件下，在制氢、储氢和氢能利用等方面取得了不少进展和成绩。氢作为能源利用应包括以下三个方面：利用氢和氧化剂发生反应放出的热能，利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能及利用氢的热核反应释放出的核能。 我国早已试验成功的氢弹就是利用了氢的热核反应释放出的核能，是氢能的一种特殊应用。我国航天领域使用的以液氢为燃料的液体火箭，是氢用作为燃料能源的典型例子。近年来，我国科学工作者在这方面进行了大量的基础性研究和开发性工作。西安交通大学曾进行过“氢燃烧和动力循环的研究”及“氢燃烧流场的研究及氢火焰性能评价”。  
      浙江大学新材料所与内燃机所合作成功的改装了一辆燃用氢一汽油混合燃料的中巴车，通过添加约4.7Wt％氢气进行的氢一汽油混合燃料燃烧，平均节油率达44％。我国自行研制的30kw氢燃料电池电动汽车，计划在2000年完成。目前，PEMFC电源系统的应用开发，将成为推动氢能利用的新动力。 我国工业制氢方法主要是以天然气、石油、和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应而制得，也可以用部分氧化法制得。这些制氢方法在工艺上都比较成熟，但是由化石能源和电力来换取氢能，在经济上和资源利用上并不合适。