氢的制取及氢能的利用

综述了利用可再生资源制氢的主要技术,包括电解水制氢,太阳能热化学循环制氢和利用生物质转化制氢等,以及氢能在氢燃料电池中的应用。     

太阳能制氢技术研究新进展

氢能因其清洁无污染、热量高、储量丰富等优点被誉为21世纪最具发展前景的清洁能源.目前,制氢技术越来越成为各国科研工作者研究的热点.综述了国内外对于太阳能热化学循环制氢技术、太阳能光催化制氢技术和电解水制氢技术的研究现状,并对未来太阳能制氢的发展前景进行展望.     

太阳能制氢技术

氢能源是一种高效、无污染的新能源,利用太阳能这一可再生的能源开发制氢是现在解决能源危机的行之有效的技术,本文通过利用太阳能制氢技术的现状,介绍几种常用的太阳能制氢技术。     

清洁制氢技术

氢是一种理想的清洁能源 ,传统的制氢方法大多能耗大或有污染 ,本文介绍了几种清洁制氢技术 :太阳能制氢、生物质气化制氢和微生物制氢等 ,这些方法能耗少、无污染 ,符合可再生的可持续发展要求     

天然气制氢反应器的研究进展

氢是一种理想的能源,高纯氢的制备是近年研究的一个重点,反应器的结构是制氢的关键。本文综述了固定床、流化床、膜反应器、等离子体反应器、太阳能反应器和微通道反应器在甲烷制氢研究中的应用,分析了各种反应器在制氢过程的特点以及不足之处,指出了制氢反应器的发展方向。     

大连化物所提出太阳能规模化分解水制氢的“氢农场”新策略

<正>近日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室李灿院士、李仁贵研究员等在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展,率先提出并验证了一种全新的基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢的"氢农场"策略,太阳能光催化全分解水制氢效率创国际最高记录。     

太阳能分解水制氢技术研究进展

介绍了传统氢的获取方式;综述了以太阳能为能源分解水制氢技术的研究进展;概述了光伏法、光热法、光电化学法及光热电化学耦合制氢技术的基本原理及技术关键;评述了反应器材料、半导体催化剂材料、光强、反应温度、反应压力等工艺条件对制氢效率的影响。展望了目前太阳能制氢技术的研究前景。     

大连化物所提出太阳能规模化分解水制氢新策略

正近日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室李灿院士、李仁贵研究员等在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展:率先提出并验证了一种全新的"氢农场"策略,该策略基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢,太阳能光催化全分解水制氢效率创国际最高记录。太阳能光催化分解水制氢可将太阳能转化并储存为化学能,是科学家们长期以来的梦想。光催化过程是一个跨越多个时间尺度的复杂反应过程,涉及化学、物理、生物等一系列多学科前沿科学问题。如果能利     

钙钛矿光催化分解水制氢技术进展

光催化产氢为解决日益严重的环境污染和不断加剧的能源危机等问题提供了新思路。钙钛矿因其优越的光电特性已成为太阳能制氢催化材料的研究热点。概述了钙钛矿的结构特性，阐述了钙钛矿光催化制氢原理，总结了3种钙钛矿制氢系统即光催化剂颗粒悬浮系统、光电化学系统、光伏驱动电化学系统的制氢原理及研究进展。未来，迫切需要探索新的半导体基光催化剂、改善光生电荷分离的新策略以及气体分离的新材料和新技术。同时，先进的表征技术尤其是原位和超快光谱分析方法，对于解释水分解反应的机理至关重要。     

新型产氢催化剂的合成及其光催化产氢性能研究

正太阳能光解水制氢被认为是人类解决能源危机的有效途径之一,高效稳定廉价产氢催化剂的研究一直是太阳能光解水制氢领域的难点和热点。本论文设计合成了多种类型的产氢催化剂,在多组分体系中研究了催化剂活性与结构间的依赖关系。主要研究结果如下:1.设计合成了两种双核Rh配合物[Rh2(bpy)2(μ-O2CCH3)2]2+和[Rh2(phen)2(μ-O2CCH3)2]2+,     

光催化分解水制氢催化剂的研究进展

太阳光光催化分解水制取氢气作为一种环境友好的再生能源制备技术被进行了大量的研究,这种技术被认为是最终的解决能源和环境问题的最佳途径。在可见光照射下光解水制氢的关键是光催化剂的制备。介绍了利用光解水制氢的几种光催化剂：TiO2及钛酸盐光催化剂、铌酸盐光催化剂、钽酸盐光催化剂、钒酸盐光催化剂、钨酸盐光催化剂等的研究进展。综述了提高光催化剂反应活性的途径,其中主要包括光催化剂纳米化法、离子掺杂法、半导体复合法。展望了该领域未来的研究方向。     

光解水制氢催化剂的研究进展

面对人类对能源的需求持续增长以及化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题,开发太阳能对于解决能源问题具有非常重要的意义。利用太阳能分解水制氢是一种将太阳能转换为氢能的有效方式。根据近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究现状,分别对半导体光催化剂和金属配合物光催化剂进行综述,并且从可持续发展和实际应用的角度出发,针对各自的优缺点,提出今后应该开发具有高效且成本低廉的非贵金属配合物光催化剂,或尝试与半导体光催化剂结合应用,提高制氢效率。     

光催化分解水制氢中硫化物空心结构的研究进展

利用太阳能进行的分解水制氢技术,可以促进太阳能的有效利用和清洁能源氢能的研发。在光催化制氢中,半导体光催化材料的性能是光催化反应性能提升的核心要素,制备优异、高效的光催化剂是提升光催化反应活性的关键步骤。本文从材料形貌和制备角度出发,选取金属硫化物为光催化中的主体半导体,对国内外金属硫化物空心结构的研究、应用和进展进行了回顾,分析了空心结构对增大材料比表面积、增强太阳光吸收、加速载流子分离以及提升反应活性的重要性,提出了空心结构在光催化发展中的优势,对空心结构的发展提出了展望,为这些新型材料的未来研发提供参考,从而能尽快提高光催化反应的太阳光利用率和氢气产量,有助于进一步实现光催化技术的工业化应用。     

二氧化钛纳米管制备方法及其应用研究进展

讨论了水热合成法和阳极氧化法2种二氧化钛纳米管制备方法,并比较了该2种方法制备的纳米管的区别。针对纳米管特点,对其在光催化、储能、氢敏材料、太阳能染料电池等领域的研究及潜在应用进行了综述,最后对二氧化钛纳米管研究方向提出了建议。     

太阳能波动特性大数据分析与风光互补耦合制氢系统集成

太阳能是一种可持续的能源,然而其随机和间歇的波动特性制约了其大规模高渗透率应用。从分析风力和光照的基础特性出发,通过国际气象组织和航天机构的数据库中挖掘和整合数据,运用频谱分析、滤波分析,揭示了风能与光能均存在日(24 h)和年(8760 h)的波动周期;并指明了风能和光能波动周期的相位差,构成了风光能互补以平抑波动性的科学基础。对我国北方和西北多个地区的数据分析表明,当地风能与光能之间的日周期波动相位差为7个多小时,年周期波动相位差为5个多月,风能和光能的耦合对单独能源的波动具有平抑效果。由此构建了大规模稳定性风光耦合制氢供氢系统的容量配置设计准则,选用合适的蓄电池组和储氢罐,实现供氢波动率在10%以下,供氢规模达7500吨/年。该系统的单位制氢成本为25.5 CNY/kg H₂,显著低于单独风能或单独光能制氢的成本;CO₂排放强度为2.34 kg CO₂/kg H₂,优于未互补耦合的太阳能制氢系统。     

光生物制氢技术研究进展与经济分析

氢能可作为汽车清洁能源替代石油等碳基能源,但目前以石油、煤炭、天然气为原料生产氢气是不可持续的。通过热解、电解、光解和生物质化学分解等途径可以由太阳能制取可再生氢气。本文重点介绍其中的光生物法生产可再生氢能的国内外研究现状和发展趋势,计算了几种光生物法制氢工艺的太阳能氢气(STHs)转换效率,对比分析了近10年来该技术工业可行性的经济技术评估结果,并估算了光生物法生产可再生氢能的全生命周期(LCA)CO2排放指标。     

碳达峰与碳中和目标下PEM电解水制氢研究进展

氢能作为重要的能源载体，燃烧过程绿色无污染，能够助力碳达峰和碳中和目标实现。本文通过对比化石能源制氢、工业副产气制氢、电解水制氢等方式，分析各制氢方式的优缺点，阐述了质子交换膜（PEM）电解水制氢与可再生能源结合的重要意义。之后从PEM电解槽内部结构和可再生能源电解水制氢两个方面展开综述，详细介绍了PEM电解槽双极板、催化剂、扩散层、质子交换膜研究进展、存在的主要问题和未来发展方向。文中通过分析我国太阳能、风能分布特征，总结可再生能源利用存在的问题，从研究现状和产业发展的角度介绍了太阳能制氢、风电制氢、可再生能源多能互补制氢的发展。最后对可再生能源PEM电解水制氢的未来发展方向进行了展望，期望为可再生能源PEM电解水制氢的发展提供借鉴和参考。     

制氢工艺技术经济与新技术

介绍了作为高效清洁能源及清洁油品生产的原料-氢气的主要制备方法,分析了目前氢气制备技术存在的主要问题.重点介绍了以天然气为原料制备氢气的最新技术研究.     

Hydrogen production in solar reactors

The present work summarizes the recent activities of our laboratory in the field of solar-aided hydrogen production with structured monolithic solar reactors. This reactor concept, “transferred” from the well-known automobile exhaust catalytic after-treatment systems, employs ceramic supports optimized to absorb effectively solar radiation and develop sufficiently high temperatures, that are coated with active materials capable to perform/catalyze a variety of “solar-aided” reactions for the production of hydrogen such as water splitting or natural gas reforming. Our work evolves in an integrated approach starting from the synthesis of active powders tailored to particular hydrogen production reactions, their deposition upon porous absorbers, testing of relevant properties of merit such as thermomechanical stability and hydrogen yield and finally to the design, operation simulation and performance optimization of structured monolithic solar hydrogen production reactors. This approach, among other things, has culminated to the world's first closed, solar-thermochemical cycle in operation that is capable of continuous hydrogen production employing entirely renewable and abundant energy sources and raw materials – solar energy and water, respectively – without any CO₂ emissions and holds, thus, a significant potential for large-scale, emissions-free hydrogen production, particularly for regions of the world that lack indigenous resources but are endowed with ample solar energy.     

太阳能光解水制氢催化剂研究进展

利用太阳能制氢是将太阳能转换成氢能的有效方式。近年来国内外发展了不同类型的太阳能光解水制氢催化剂：金属配合物、金属氧化物、无机层状化合物、Z型光催化制氢反应体系和光生物催化反应体系等,通过金属负载、离子掺杂、复合半导体、燃料光敏化、电子捕获剂、表面螯合及衍生作用、外场耦合等途径可以有效提高光催化剂活性,开发具有特殊结构的新型光催化剂、无贵金属负载催化剂以及循环使用牺牲剂将是未来太阳能光解水制氢的发展方向。