太阳能制氢技术

氢能是一种高效、无污染的新能源，利用可再生能源制氢是开发氢能源的有效途径。文章总结了国内外目前利用太阳能制氢技术的发展现状，介绍了利用光伏系统转化的电能电解水制氢和利用太阳能的热化学反应循环制氢2种清洁无污染的制氢工艺。     

可再生能源制氢综合能源管理平台研究

  目的  氢能是一种绿色高效的清洁能源,可以通过多种方式转化为电能、热能等加以利用。可再生能源制氢是实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑。可再生能源制氢属于新型项目,是电力行业与化工行业的结合,系统间耦合性不强,提高能源综合利用率是可再生能源制氢的研究重点。  方法  文章介绍了当前主要的制氢工艺,对比了灰氢、蓝氢和绿氢的主要特点,阐述了风电及光伏制氢的主要系统,并提出了通过构建综合能源管理平台对可再生能源制氢各系统进行统筹管控的思路。  结果  在综合能源管理平台制定控制策略可以平衡功率,实现最优调度从而减少弃风弃光,而且还可以降低单位制氢成本。  结论  综合能源管理平台可以提高可再生能源制氢的能源综合利用率,对可再生能源制氢项目的推广起到支撑的作用,为可再生能源制氢领域的研究人员提供了重要的参考借鉴     

碳中和背景下的海水制氢路线

海洋是生命之源,如何进行海水资源高效开发利用是人类未来可持续发展的希望.氢能作为低碳时代的最佳能源选择,其在当下能源转型中扮演着重要角色.电解水制氢是公认的绿氢制备方法,然而其能耗以及水资源消耗问题却十分突出.随着风电等可再生能源逐渐深远海化,其导致的电力远距离输送的损耗问题也日益紧张.为了解决上述问题,通过可再生电力与海水淡化制氢以及海水化学资源利用可降低绿氢的综合生产成本,结合目前的海水资源利用技术以及可再生能源发展状况,该技术路线的经济性远大于海水直接电解技术.文章总结分析了目前海水制氢常用的两种方式,分析讨论了实现绿色氢经济的可行性发展方法及应用技术,以期为海水制氢相关研究及产业发展提供合理性参考.     

氧化水产氧研究

模拟自然界植物的光合作用,利用太阳能光解水制氢是开辟能源的一个重要途径,受到国内外科学家的重视。为了利用太阳光分解水制取低污染的氢燃料,必须寻找出合适的光敏催化体系。这个体系除了能吸收光能、传递电子外,还需促进光还原水放氢和氧化水放氧这两部分反应的实现。所以,为实现光解水的循环,氧化水放氧反应的研究也为大家所关注。     

加拿大可再生氢能源解决方案

正水电解制氢产生的氢气纯度最高,是一种非常可靠的供氢方式,由于这种供氢方式受限于耗电量大而得不到广泛应用。加拿大氢能技术将可再生能源(如太阳能,风能,潮汐能等)发电和水电解制氢结合起来,形成了一种可持续发展并且清洁有效的供氢方式。利用风能和太阳能产生的不稳定电能进行水电解产生氢气,生成的氢气或者被当作能源通过燃料     

可再生能源制氢系统制氢电源研究

利用风电、光伏发电等可再生能源电力的制氢系统是未来制备氢能的发展方向,而制氢电源是制氢系统的核心部件.传统的基于晶闸管整流电路的制氢电源(下文简称为"晶闸管制氢电源")存在功率因数低、谐波大,延迟长等缺点.针对这一问题,本文采用PWM整流器作为制氢电源(下文简称为"PWM制氢电源"),把逆变电路中的SPWM调制和数字控...     

生产氢气的新方法--接触辉光等离子体电解制氢

氢能源被认为是21世纪的清洁二次能源.文章介绍了一种新的制氢技术--接触辉光等离子体电解制氢.接触辉光等离子体电解制氢的基础是辉光等离子体电解.文章分析了辉光等离子体电解的非法拉第特性,阐述了辉光等离子体电解的化学反应机理;对接触辉光等离子体电解制氢技术、矿物燃料制氢技术、常规电解制氢技术进行了比较;分析了发展接触辉光等离子体电解制氢技术存在的问题.     

生物质热化学过程制氢技术

生物质是世界上最丰富的可再生资源之一,氢能源是未来理想的能源载体.生物质生长周期短,产量巨大,作为能源利用时,其CO2排放量几乎为零,因此被视为非常有潜力的清洁能源之一.生物质制氢技术主要包括热化学过程和生物过程,其中热化学过程主要是将生物质气化或生成生物油,再进行重整和水气置换反应,从而获得较高产量的氢气.文章介绍了利用生物质热裂解和气化(包括超临界水条件下气化)制氢技术,并对其未来的发展做了展望.     

世界可再生能源电力制氢现状

氢能可实现从开发到利用全过程的零排放、零污染,是最具发展潜力的高效替代新能源。世界各国都将发展氢能提升到国家战略层面。我国也要大力发展氢能、燃料电池等新一代能源科技。水电解系统结构简单、不用氢分离操作、活动部分少、从电力到氢的能量转换效率比较高(60%~80%),成为制氢技术研发的热点。水电解技术有碱水电解、固体高分子型水电解、高温水蒸气电解。利用可再生能源制氢是新能源领域的一个新发展趋势,被称为拯球地球的动力,已提出了"可再生氢"的概念。利用剩余风电、光伏电力制氢不失为解决弃风、弃光的成功之策。目前可再生能源电力制氢技术研究开发活跃。电解水制氢催化剂技术、固体氧化物型水电解制氢技术和光电化学制氢技术的研究开发取得了很大的进展。我国河北省沽源县建设的世界最大风电制氢综合利用示范项目已全部并网发电。     

我国发展氢能的战略建议——从“浅绿”到“深绿”（上）

一氢能越来越受到国际社会重视 氢能可以由各种一次能源制取,没有地域的限制;氢燃烧最终产物是水,不仅没有污染,而且水又是制氢的原料;氢可以像天然气那样储存,将其用于太阳能(风能)一氢能系统,可以解决可再生能源时空分布不均的问题.氢的这种地域与资源的无限性、环保性及可储存性得到科学界、工业界的高度评价,被认为是人类未来的能源.     

绿氢制备经济性趋势分析

氢能被认为是未来能源系统的重要组成部分,只有通过可再生能源电力制备的绿氢才是清洁的能源产品。在绿氢替代传统化石燃料制氢的过程中,经济性是重要的制约因素。在分析预测可再生能源发电成本和绿电获取成本的基础上,分别计算使用电网绿电连续制备绿氢和使用可再生能源发电间歇制氢的成本,结合氢气储运场景,研究绿氢制备经济性的发展趋势。研究结果表明,采用电网绿电配合碱性电解槽连续制备绿氢,是当前最经济可靠的绿氢制备方式。如采用专用绿电制氢,2030年前陆上风电+碱性电解槽制氢成本最低,专用光伏发电+碱性电解槽制氢将在2030年后成为经济性最好的专用绿电制氢方式,而专用光伏发电+PEM电解槽制氢的成本始终最高。采用专用陆上风电和光伏+碱性电解槽制备氢气的经济性,在2025年后将超越天然气制氢+CCS,在2040年后会逐步超越煤制氢+CCS。电力成本是驱动未来绿氢制备成本下降的主要因素,电解槽成本下降对绿氢成本下降影响较小。建议要加强先进绿电制氢技术研发,拓宽可再生能源发电终端消纳的途径;同时要加强对国际绿氢制备前沿技术的跟踪。     

英高校将模拟光合作用制造“无碳”新能源

英国多所知名高校日前启动了一项新研究计划,通过模拟植物光合作用的原理,将太阳光转化为可利用的氢能源。该项目首席研究员、英国东英吉利大学科学家茹莱亚·比特表示,研究人员将利用合成生物技术,把微型太阳能板与微生物绑定,建立起人工模拟的光合系统,从而将吸收的太阳光转化为氢和氧。比特说:"人工光合系统将能捕获太阳光,制造生产出‘无碳’新能源——氢,这一能源可应用在新能源汽车和发电等领域。"     

风光互补发电产氢及燃料电池储能系统设计及研究

氢气被认为是一种很有前途的清洁能源载体和未来的替代燃料。可再生能源制氢是一种新兴的、有前途的制氢技术。该文对风光互补发电产氢及燃料电池储能系统设计进行了研究,对于该技术在合成氨领域的应用进行了展望。     

漫谈制氢新技术2

在新能源中,氢能占有十分突出的地位。它除了直接作燃料外,还在石油化工、合成氨生产及其他工业领域有广泛的用途。六十年代末,工业发达的美国年产氢量达到8.16×10~(10)立方米。到八十年代初,世界年产氢量在2034万吨以上,每年递增速度很快。当然,目前用氢作能源的比例还较小,仅限于火箭和航天飞机的发射等方面。美国在七十年代中期用氢作燃料的比例只占氢产量的3％。但是随着科学技术的进步和对环境保护的重视,氢能源的应用将会大幅度增加。制氢的方法很多,如:实验室用某些金属和酸、碱反应制氢,工业上用石油、煤和天然气制氢,电解水制氢,从制氯工业的副产物中提取氢以及从金属氢化物中产氢等等。其中,以电解水制氢为最重要,应用也最广泛。但这些制氢方法的致命缺点是效率低、     

太阳能利用与光电化学发展

太阳能利用与光电化学发展邓薰南在能源、环保问题日益严重的今天，新能源太阳能的有效利用便成为举世瞩目的重要课题。７０年代初，使用半导体光电极利用太阳能光电解水制氢工作引起轰动，因为以化学能形式储存于氢中的能量可以在氢、氧燃料电池中以电的形式释放出来，由...     

风电制氢经济性分析

风电已成为我国的第三大电源和清洁能源利用的支柱之一,当前我国风电存在较大比例的限电现象,解决这一问题需要多种路径的探索,增加当地电力负荷、促进当地消纳是一条有效途径。本文针对北方地区弃风电量用于制氢的商业应用,提出了自备电厂且氢气就地利用、自备电厂且氢气外输利用、直供且氢气就地利用、自备电厂且氢气接入天然气管网四种模式方案,对各方案的经济性进行估算和对比分析,得出风电制氢经济性的最关键因素是氢市场、风电直供经济性优于外输氢气、风电制氢接入天然气管网需要多方面的经济政策支持等初步结论,提出优先选择限电相对高且有一定氢市场需求地区开展风电制氢示范试点的建议。     

可再生能源制氢技术及应用综述

氢是最有希望取代传统化石燃料的能源载体,未来在能源结构中将占有一席之地。传统制氢技术需要消耗大量一次能源或生产原料,采用可再生能源制氢可产生巨大能源经济效益。本文从传统制氢技术出发,综述分析了太阳能、风能和生物质能制氢技术的现状与应用,对未来技术应用进行了展望。     

炼厂氢气资源优化浅谈

随着炼厂氢气耗量的不断增加,需要选用低廉的制氢原料,采用合理的制氢工艺技术,满足炼厂氢气需求.比较变压吸附、膜分离、深冷分离三种氢气提纯分离技术,对加氢等装置尾气中低浓度氢进行回收利用,能够合理利用氢气资源,有效降低生产成本.某炼厂选用焦化干气制氢后,与轻油制氢相比,原料成本下降,氢气纯度提高.根据各用氢装置的用氢压力、用氢量进行匹配,采用从高压到低压的一次通过式流程,只设置一台新氢压缩机,氢气逐级利用.不仅提高了氧气资源利用率,而且有效降低了炼厂综合能耗.采用PRISM膜分离器,从高达10MPa压力的冷高压分离器排放尾气中回收提纯氧气,回收提纯的氢气再回到新氢压缩机的三级人口升压后循环使用.废氧进行胺液脱H2S处理后,采用PSA技术进行废氢回收利用,PSA副产品解吸气升压后作为制氢装置的原料,节约了生产成本.     

生物质热化学转化制氢技术

生物质是一种重要的可再生能源，是氢的载体，与矿物燃料相比，具有挥发分高，硫、氮含量低等优点。无论是从能源角度还是从环境角度，发展生物质制氢技术都具有重要的意义。目前有关生物质制氢方面的研究主要集中在热化学转换法和生物法，文章从热化学转换的角度，进行了几种生物质制氢路线的技术经济分析预测。     

燃料重整制氢及其应用方式的比较

燃料重整制氢是一种通过催化剂使得燃料经过化学反应产生氢气的制氢方法,所制取的氢气可以作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的原料,也可以直接参与发动机燃烧。本文主要介绍了几种不同燃料重整制氢机理,以及氢气在车用发动机上的应用方式。分析表明,发动机掺氢燃烧可以加速火焰燃烧,缩短燃烧期,改善发动机的性能。同时,还可以起到减少尾气排放的作用。因此,发动机掺氢燃烧是燃料重整的最有效应用方法。