氢的制取及储存技术探讨

氢能是一种理想的新的含能体能源,但是要利用氢能必须制备氢能和储运氢能,氢的规模制备是氢能应用的基础,氢的规模储运是氢能应用的关键,氢燃料电池汽车是氢能应用的主要途径和最佳表现形式,三方面只有有机结合才能使氢能迅速走向实用化,目前国内外主要从事氢能的规模制备和氢能的规模储运的开发研究,并取得了一定的进展。     

氢气燃烧技术及其进展

随着碳减排政策的不断推进,氢气因其高能量密度和低碳排放特性被视为一种理想的能源,并广泛应用于化工原料制备、移动出行、电力生产以及工业和家庭用热等领域,而燃烧是目前氢能利用的重要方式之一。基于此,通过对比氢气与天然气的物理化学特性,详细分析和探讨了氢气燃烧过程中存在的各种类型的回火、热声振荡以及氮氧化物排放超标问题发生的原因和解决方法;而后,概述了氢气催化燃烧和微尺度燃烧在工业脱氢、家庭供热和微机电系统等领域的应用现状和发展方向;最后,结合目前世界各国天然气掺氢燃烧的发展现状和我国天然气管网的相应标准,指出我国发展天然气掺氢燃烧的优势和关键问题,总结了氢气燃烧技术的发展现状与发展趋势。     

氢能与燃料电池关键科学技术: 挑战与前景

氢能是可持续的二次清洁能源, 产业链主要包括氢气的制取、储存、运输和应用等环节. 燃料电池是氢能利用的主要方式, 处于产业链的核心地位. 以氢能产业链为主线, 围绕氢能燃料电池产业化进展, 对制氢、储氢、加氢站、氢能燃料电池电堆及关键材料, 以及车用燃料电池系统关键部件的技术特征、产业化进展、发展现状及存在的挑战进行了概述, 尤其对中国燃料电池产业链的发展现状进行了重点介绍. 为了加速氢能与燃料电池真正意义上的产业化, 还提出了几点需要克服挑战的研发方向.     

基于PLC和IFIX组态软件的水制氢干燥装置控制系统研究

水制氢发电的正常运行需要具有一定压力一定纯度的氢气,当压力、纯度指标下降时,必须及时对氢气进行干燥。因此,在水制氢系统中都要设安全高效、无污染的干燥装置系统,本文通过PLC控制器、IFIX组态软件组成的基于Windows操作平台的计算机控制系统,完成水电解制氢干燥装置的系统控制及运行数据管理。实现水制氢发电的安全、可靠运行和全过程监控。     

计算机控制太阳能光伏水制氢及储能发电系统的研究

虽然太阳能、氢能利用技术有很多优势,但太阳能资源间歇性不稳定所带来的可靠性低的缺陷却影响着负载的连续使用。太阳能光伏水制氢及储能发电系统能通过计算机控制提供稳定可靠的电能,具有很高的推广应用价值。从太阳能光伏水制氢发电系统、计算机控制电解水制氢系统、储氢技术、氢能利用技术等方面,详细介绍了计算机控制太阳能光伏水制氢及储能发电系统的功能。     

电源及电源变换技术的发展与应用研究

全球的节能需求以及便携装置小型化功能的趋势推动着电源与电源变换技术朝着绿化和数字化的方向发展。本文介绍了电源与电源变换技术的基本内容及其数字化的发展趋势，详细分析了其主要研究内容与应用前景，分析了逆变系统的基本结构，并简要描述了逆变技术在交流电动机变频调速和太阳能发电系统中的应用.     

带式输送机自动控制系统的设计

带式输送机是一种连续性物料输送设备,在矿山、电力、化工、食品和港口等领域具有极为广泛的应用.该文介绍了带式输送机的技术特点、设备组成、工作过程与发展趋势,具体讨论了带式输送机自动控制系统的组成以及各部分的作用,详细阐述了带式输送机在电力系统应用中基于变频调速技术和PLC技术的控制系统设计方法.系统功能较为完善,性价比较高,具有一定的应用参考价值.     

科技掠影

国家自然科学基金委工程与材 料科学部最近召开新能源科学基础 研究和“十五”优先资助领域研讨会, 就燃料电池发电、风力发电、氢能综 合能源系统、太阳能发电与热利用、 等问题进行了研讨。 与会代表通过研讨,提出了如下新 能源建议优先资助的领域及方向: 1.可再生能源的高效洁净转化与 利用的创新理论与关键技术 ①氢能综合能源系统的新理论、新 方法研究;②燃料电池发电系统关键问 题方面;③光伏、光热太阳能利用与建 筑一体化技术,探索新型光电转换的纳 米级薄膜表面处理技术;④太阳能利     

变电站远程调度与管理

由前置通讯计算机系统、主机系统、电力线路模拟屏及其单片机控制系统组成的一个区域电力调度管理系统，与最多30个变电所及调度中心实时通讯，实现电力输送系统远程管理和指挥调度．     

氢能及其近期应用前景

着重从能源短缺与能源安全、环境保护、经济可持续发展和国际趋势阐明氢能的重要性，指出在研究氢能远期使用的燃料电池的同时，要重视氢作为氨内燃机的燃料是近期氢能应用的实际途径，特别是其中的氢气-天然气混合燃料已经可以南业化，建议我国示范、推广。     

基于氢储能的含大规模风电电力系统经济调度

针对由大规模风力发电并网带来的消纳困难问题,文章利用由碱式电解槽、储氢罐、氢氧燃料电池构成的氢储能系统将弃风转换成氢气储存起来,用以满足外界氢气负荷需求或于负荷高峰期发电补充上网。文章先对风电出力的不确定性和氢储能系统进行建模。为了降低传统鲁棒优化求解的保守度,利用考虑保守度可调的鲁棒优化盒式集合描述风电出力。在此基础上,以降低弃风和提高系统总体的经济性为目标,建立了基于氢储能的含大规模风电电力系统经济调度模型。算例表明,文章所建立的优化调度模型兼顾求解的鲁棒性和经济性,并且可以显著减少弃风、降低系统的总成本。     

基于可再生能源的分布式多目标供能系统(二)

提出了两种以氢为能量载体的基于可再生能源的多目标分布式供能系统的新构思，分别利用太阳光直接分解水制氢及太阳能高温集热（或高温燃料电池排气余热）分解生物质和水制氢，并与高温燃料电池，微型燃气轮机以及后续的供热，制冷，调湿等子系统共同构成高效，无污染的可以供氢，供电，供热，供轴功的多联产综合供能系统，简要分析了可再生能源高效低成本制氢的有关理论与技术，报道了本室光催化分解水制氢与超临界水生物催化气化制氢研究的最新进展。     

Key technologies for polymer electrolyte membrane fuel cell systems fueled impure hydrogen

Hydrogen energy and polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells become concerned issues in recent years. Nevertheless, the construction of hydrogen refueling infrastructure and hydrogen storage and transportation constrains the commercial development of fuel cells. In this review, sources, production, storage, transportation, and purification methods of hydrogen are extensively reviewed and compared. The advantages of utilizing industrial by-product hydrogen and steam reforming gas in PEM fuel cell systems are analyzed. Using industrial wasted hydrogen can significantly reduce the cost of hydrogen. Also, it is indicated that the onboard hydrogen generation by steam methanol reforming can solve the difficulties of efficient storage and transportation of gaseous hydrogen, which means that methanol has great potential to be a convenient carrier of hydrogen. The effects of impurities contained in the reformate gas are generally introduced. After the methanol steam reforming and pretreatment purification processes, the reformate gas can be fed to PEM fuel cells. Thus, a fuel cell system integrated with onboard hydrogen production and impure hydrogen treatment subsystems is introduced, and key technologies therein for pretreatment purification and in-situ poisoning mitigation methods are reviewed. Finally, suggestions are proposed for further studies.     

船舶氢储电力推进系统燃料电池功率变换器设计

为解决氢燃料电池输出特性软,输出电压低,动态响应慢等问题,采用移相全桥直流变换器作为前级功率变换器,构建变换器的状态空间模型,确定电流型变换器主电路参数和关键控制参数设计准则,完成氢燃料电池功率变换器的设计,搭建船舶氢储电力推进系统的仿真平台。仿真结果表明,该功率变换器实现了升压和稳压的功能,使氢燃料电池工作在最佳工作点。     

中国氢能发展的思考

 氢能应用是化解电力行业电量结构性过剩的重要手段,也是改善中国环境、降低大气污染物排放的重要技术方向。氢能燃料电池车辆的规模化应用推动氢能产业逐步进入高速发展期。本文基于大量行业调研及国内外经验教训总结,从氢能制取、存储、运输、安全和应用等方面,总结了中国氢能产业的发展现状,并对中国氢能产业的多元化发展提出了意见和建议。     

基于太阳能制氢和高温质子交换膜燃料电池的冷热电联供系统性能分析

设计了一种基于太阳能制氢和高温质子交换膜燃料电池的冷热电联供系统,运用Matlab软件搭建了该联供系统的数学模型,分析了该系统在额定工况下的运行情况。重点研究了变压吸附分离率、高温质子交换膜燃料电池电流密度、工作温度等关键参数对系统?效率和一次能源利用率以及系统输出的冷热电负荷的影响。研究结果表明:在额定输入甲醇流率下,该联供系统白天制氢的6 h期间输出功率为236.68 kW,同时还可为工厂提供1 180.30 kW的热负荷及165.14 kW的冷负荷; 24 h内可输出电功2.30×10⁷ kJ,输出热负荷2.55×10⁷ kJ,冷负荷1.43×10⁷ kJ,联供系统24 h的?效率为69.18%,一次能源利用率为91.69%;联供系统中?损最大的设备依次是燃烧室、换热器3和太阳能重整器。     

燃料电池混合动力汽车控制策略研究

提出一种燃料电池功率主导轻型混合动力汽车的整车控制策略. 构建了燃料电池混合动力系统构型,建立了高压燃料电池发电系统控制约束模型,制定了7种工作模式和以燃料电池输出功率为主导、电池组SOC维持型的控制逻辑. 整车试验结果表明,燃料电池输出功率能很好地跟踪驾驶员踏板的功率需求,整车燃氢经济性为2.464 kg/100 km.     

发酵法生物制氢工程

对生物制氢的工程实践应用的研究进行了评论性的回顾．讨论了各种生物制氢系统的特点和优劣,重点讨论了厌氧发酵生物制氢系统的工艺流程与设计、工程控制参数与发酵调控、燃料电池及其衔接、产氢速率与产量的提高技术对策等许多技术问题．乙醇型发酵生物制氢理论指导下发酵法生物制氢工艺业已建立起来,分别进行了小试、中试,并将进入生产示范工程．     

基于储能与氢气发生器的光伏并网功率控制

考虑光伏发电具有间歇性,用蓄电池储能系统和氢气发生器来调节并网功率,以提高光伏并网运行的稳定性.在光伏发电系统中安装一个高纯度氢氧发生器来产生氢气.用PSCAD/EMTDC对具有储能单元的光伏发电系统进行了建模和仿真.结果表明:在光照强度变化的情况下,采用四象限变流器控制的蓄电池储能系统能够快速平滑光伏发电系统输出的有功功率的波动.