氢能制取和储存技术研究发展综述

综述了氢能制取和储存技术研究的最新发展现状。生物质制氢、太阳能热化学循环制氢、太阳能半导体光催化制氢、核能制氢等技术具有资源丰富、使用可再生能源的优点,能克服传统电解水制氢能耗高和矿物原料有限的缺点,成为提高制氢效率、实现规模生产的研究重点。加压压缩储氢技术的研究进展主要体现在改进容器材料和研发吸氯物质方面;液化储氢技术研发重点是降低能耗和成本;金属氢化物储氢技术正努力突破储氢密度低的难题。氢能制取、储存技术正在走向实用阶段,重点技术方向是以水为原料,实现大规模、经济、高效和安全地制氢储氢,推动氢能可持续和洁净的利用,促进能源安全。     

氢能利用与制氢储氢技术研究现状

介绍氢能的利用方式与发达国家的氢能规划,综述了几种工业制氢方法和储氢技术及其主要特点,并探讨目前的制氢储氢技术对未来氢能开发利用的影响。     

氢能与燃料电池能源系统

基于对世界能源需求、氢能的特点和应用的分析,论证了氢能作为替代能源和未来主要能源构成的现实性;通过对氢气制备与储存技术和燃料电池技术进展的简要分析,论证了氢能利用的可行性;介绍了三种燃料电池能源系统;简论了氢经济转化的主要障碍是燃料电池技术发展和氢能基础设施建设。     

氢能有效利用太阳能的新能源系统

氢能—有效利用太阳能的新能源系统鲍德佑太阳能、风能、地热能、生物质能等新能源在全世界逐步得到推广应用。在发达国家，这类新能源已在整个能源结构中约占１０—２０％的份额，而且由于技术进步，其成本也在不断降低，有接近常规能源的趋势，这对保护环境，防止温室效...     

氢能燃气轮机循环低温能有效利用及热力学分析

为了充分利用液氢的低温Ｙｏｎｇ,在气能燃气轮机循环中附加了一个空气预冷器和氢气透平。该循环的比功,热效率,Ｙｏｎｇ效率均较简单循环燃气轮机有很大提高。本文对液氢－燃气动力循环进行了热力学分析,指出它的优越的动力性能。     

太阳能—氢能系统的发展前景

对太阳能－氢能系统进行了评述。介绍了氢的特点、生产、贮存、输运及应用。对发展太阳能－氢能系统提出了几点建议。     

燃烧系统的能量效益分析

本文提出了一种分析燃烧系统总的能量效益的概念及方法。对目前广泛采用的各种燃烧系统，假定都以甲烷与氧按化学计量化，在一个大气压和２９８Ｋ条件下进行化学反应，并使燃烧产物的终温超过甲烷－空气在相同条件下进行反应的绝热火焰温度（Ｖ即超过２２２５Ｋ）。分析揭示了各种燃烧系统的能量效益与燃气终温以及系统中各设备的分效率之间的内在规律。计算结果表明，回热预热燃烧系统具有高的能量效益，氩等离子气体燃烧系统的能量     

第四讲 氢能的应用

第四讲氢能的应用鲍德佑氢可以象各种化石燃料（煤、石油、天然气）－样作为能源，用于产生动力、热能、电力等，同时它还可作为化工原料用于生产化肥、塑料、人造黄油等。一、氢能发电氢和电被当代科学界认为是两个孪生的能源“货币”，即是两个最有用的能源载体。氢易贮...     

燃烧系统的能量效益分析

一、引言 现代化燃烧系统是一个复杂的联合机组,整个系统的经济性不仅与燃烧装置的能量转换效率有关,而且与各组成系统的各设备的分效率有关。因此从理论上正确分析评价各种燃烧系统的总能量效益,从而指出提高其经济性的方法,对节省能量的消耗具有重大意义。 本文提出了以下概念来分析计算整个燃烧系统的总能量效益,即用该燃烧系统产生一摩尔高温气体的有效热能所需要消耗的甲烷的质量数多少来衡量。     

某混合式抽水蓄能电站综合效益研究

针对混合式抽水蓄能电站影响常规机组运行而产生增发电量效益的独有的运行特性,提出了增发电量效益的计算理论和方法,并以某混合式抽水蓄能电站为例,分析了其产生的静态效益、动态效益及防洪抗旱、节能环保、增发电量等多种效益。结果表明,混合式抽水蓄能电站具有显著的经济和社会效益。     

基于PCA改进雷达图的抽水蓄能电站效益综合评价

基于抽水蓄能电站效益的综合评价指标体系,提出了一种基于PCA改进的雷达图法,给出了该方法的详细计算步骤,实现了评价过程的定量化、可视化和快速化,并结合实例评价了抽水蓄能电站的经济效益。结果表明,本文方法合理、有效。     

添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响

为了对未来混氢燃气轮机的运行提供相关的基础数据与理论指导,研究了向甲烷中添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响。基于Aspen Plus软件建立了联合循环模型,其中燃气轮机模型以PG9351FA型燃气轮机为基础,蒸汽轮机模型中的余热锅炉采用三压再热结构。并对燃气轮机、蒸汽轮机和联合循环的输出功率以及效率等进行了分析。结果表明：随着燃料中H2质量分数由0增加到100%,燃气轮机输出功率增加了5.02%,效率增加了1.3%;蒸汽轮机输出功率增加了0.59%,但是蒸汽轮机效率却减小了2.9%;同时,联合循环输出功率增加了3.43%,效率增加了1.2%,因此向甲烷中掺混H2可以提高燃气-蒸汽联合循环机组的经济性。     

Hydrogen storage technology: Current status and prospects

储氢技术作为氢气生产与使用之间的桥梁,至关重要。本文综述了目前常用的储氢技术,主要包括物理储氢、化学储氢与其它储氢。物理储氢主要包括高压气态储氢与低温液化储氢,具有低成本、易放氢、氢气浓度高等特点,但安全性较低。化学储氢包括有机液体储氢、液氨储氢、配位氢化物储氢、无机物储氢与甲醇储氢。其虽保证了安全性,但其放氢难,且易发生副反应,氢气浓度较低。其它储氢技术包括吸附储氢与水合物法储氢。吸附储氢技术的储氢效率受吸附剂的影响较大,且不同程度的存在放氢难、成本高、储氢密度不高等问题。水合物法储氢具有易脱氢、成本低、能耗低等特点,但其储氢密度较低。在此基础上,本文基于现状分析,简要展望了储氢技术今后的研究方向。     

饭店客房排风系统改造与效益分析

本文提出了对饭店客房卫生间排风系统进行改造的方案。将传统的单个排风扇排风方式改为集中排风系统。这种方法消除了客房内噪音，减少了维修工作量，节省了电能。为创建绿色饭店，提高饭店的经济效益，提供了一条行之有效的途径。     

用于联合循环机组的复合循环间接空冷系统设计及分析

论述了联合循环机组发展前景,阐述燃气-蒸汽联合循环采用间接空冷系统的重要性。介绍了发电厂空冷系统,分析了各种空冷技术应用于生产实际的优缺点,提出联合循环采用复合循环间接空冷系统模式,分别对其设计计算过程进行了讨论,对压缩机-空冷凝汽器性能影响因素进行了分析,对性能变化规律进行了研究。结果表明：复合循环间接空冷系统设计要综合考虑气象条件,尤其是环境风速、制冷量和空冷电站平面布局的影响。     

氢燃联合循环中两种回热网络的优化与比较

氢气－燃气透平联合循环中燃气透平排气的热容大于压缩空气的热容,且远大于氢气的热容。先将燃气透平的排气分流成二股并分别预热空气和氢气,再合流并加热温氢的回热网络,与燃气透平的先预热压缩空气、再热预氢的回热网络比较,有效地提高了气透平的进气温度,从而增大了联合循环的比输出功,提高了联合循环的热效率和降低了燃料氢的耗量。本文用过程能量组合方法对两回热网络进行了优化分析,并定量比较了采用两种优化后的回热网     

考虑绿氢制取和碳捕捉的电转气综合效益评价

目的  当前,多能互补是降低可再生能源弃电现象的重要手段之一。随着电转气（Power to Gas, P2G）技术的进步,电和气的转换也成为保障综合能源系统供应的有效途径。然而,当前P2G环节中电转氢气（Power to Hydrogen, P2H）受成本的制约难以具备经济性,只有利用弃风、弃光等资源才能实现可持续发展。此外,碳捕集技术也为电转气环节提供了原料供应,从而降低了系统的购气成本。尽管对于P2G的研究很多,但是鲜有研究针对P2G整个过程不同环节的综合效益展开评价。 方法  文章试图构建一个以可再生能源发电为主,燃气发电辅助的微电网系统,针对P2G过程中P2H以及氢气甲烷化两个环节进行精细化测算。 结果  在考虑碳市场、氢市场和甲烷市场的情况下,运用综合评价方法,对比在以电力需求为主的不同场景下P2H以及电转甲烷（Power to Methane, P2M）的经济-环境-能源效益,从而为推广P2G在不同场景下的应用提供合理建议。 结论  结果表明,当可再生能源发电占比很高时,含P2H的微电网系统要比含P2M的微电网系统具有更高的能源和经济价值,尽管在环境效益方面略逊一筹但是差别不大;含P2M的微电网系统在可再生能源发电和燃气轮机发电达到最佳比例时表现最优;当可再生能源发电占比低于65%时,增设P2G的效益不佳。     

Hydrogen permeability in subsurface

Clean hydrogen is a promising option for reducing carbon dioxide emissions, but it has not yet been used as an energy carrier at the scale required for meeting the net-zero target by 2050. Hydrogen molecules are smaller than nitrogen and methane molecules. Hydrogen, nitrogen, and methane have densities of 0.09 g/L, 1.25 g/L, and 0.71 g/L, respectively, at the standard temperature and pressure. Our knowledge of the geological formations is based on responses to the larger and heavier gases; it is unclear whether we can apply this knowledge to store hydrogen at the required scale.We investigate the single-phase flow of hydrogen in the subsurface and compare it with the single-phase flows of nitrogen and methane. The comparison with nitrogen is helpful because it is used under laboratory conditions. The comparison with methane is also beneficial because engineers understand its behavior under in-situ conditions. We use the Knudsen number (Kn) to determine the flow behaviors under laminar conditions within two domains. The first is a permeable medium representing a conventional gas reservoir, and the second is caprock. Our study shows that the existing knowledge of the first domain's permeability applies to hydrogen flow; however, it is unrealistic for the second domain. The single-phase permeability of the caprock obtained by nitrogen in the laboratory underestimates hydrogen permeability at low pressures (<10 MPa), and the deviation is a non-linear function of pressure. Our study also shows that hydrogen permeability is always larger than methane permeability in the caprock. The difference between the two, controlled by the reservoir pressure, reached 70% in the caprock. The presented results have applications if hydrogen storage in gas reservoirs becomes a reality.