核能制氢的效率分析

氢气的高效、清洁、大规模制备方法是发展氢能经济的基础,现有制氢技术难以满足这些需要。核能制氢作为一种有前景的大规模制氢方法,受到广泛研究。利用核能作为一次能源,对利用高温电解和碘硫循环两种工艺进行大规模制氢的热氢转换效率进行了估算及总结,并与目前工业应用的甲烷重整制氢与水电解制氢方法的效率进行了比较。研究结果表明,碘硫循环和高温电解的预期效率均可达到50%以上,显著高于从热到电再到氢的转换效率。     

高空气象站水电解制涉氢工作中的安全事项及分析

随着水电解制氢相在全国高空气象观测站的广泛应用,做好安全制氢、安全用氢是安全生产的首要工作。根据制氢用氢工作中的各种规范、标准,结合多年的实际经验,提出在制氢、用氢及制氢室设计施工等方面安全生产的注意事项,并对其原因进行简单分析。     

利用煤进行水电解制氢的新方法

美国康涅狄格大学的两位研究人员最近研究出一种更经济的制氢方法。这项技术基于水的电解,但有煤的参与。该方法比常规的水电解方法省电。从煤中制氢的标准方法是在800℃左右用蒸气使煤氧化,产生一氧化碳和氢的混合气体。这种气体必须纯化以后再与水起反应     

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。     

轻油制氢镍催化剂上的消碳动力学——水-氢消碳与水消碳的对比

本文用动态热重装置对轻油转化制氢镍催化剂上水-氢混合消碳的动力学做了研究,得到了消碳的动力学经验方程,并与用水消碳的动力学做了比较,证明了水-氢混合消碳,除可以抑制水对催化剂的氧化、促进催化消碳外,还可以在一定温区内,通过用适当范围的水-氢比,使水-氢混合消碳的速度大于单用水消碳的速度。     

生物质制氢研究进展

生物质制氢是一项利用微生物的生理代谢作用分解有机物从而产生氢气的生物工程技术,具有产氢稳定性好、产氢能力高等优点,是一种符合可持续发展战略的可再生能源。本文介绍了生物质制氢的方法及研究进展。     

天然气制氢的园区综合能源系统氢储能优化配置

在中国致力于实现碳达峰、碳中和的要求下,氢能因具有零碳排高热值的特点,氢能产业发展成为中国未来发展的重要目标。针对电解水制氢储能的工业园区综合能源系统能量转换效率不高、制氢量少、经济效益低的特点以及国家对氢能发展大规模低成本制氢的需要,提出了一种以天然气制氢模式代替电解槽制氢的氢储能园区综合能源系统架构。在分析天然气水蒸气重整制氢单元的能耗与能量回收利用以及氢储能单元电、热、气多种能量特性的基础上,建立了天然气制氢储能的氢储能模型;进一步考虑设备投资成本、运行成本、碳排放价格以及制氢效益,以年化投资成本最小与年运行收益最大为目标建立目标函数,利用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,提出了以天然气制氢储能的园区综合能源系统氢储能优化配置模型。最后以新疆某园区为实际算例分析了园区配置氢储能后电源、电负荷、热负荷特性,运行经济效益以及天然气价格与碳排放价格对配置的影响,验证了通过配置天然气制氢的氢储能提升园区综合能源系统制氢量与运行收益的可行性,并指出了适用场景。     

高效光催化产氢分子组装体研究报告

氢是一种清洁高效的理想燃料。利用太阳能制氢是直接将太阳能高效转化为化学能的有效方式。通过分子组装构筑了一系列高效太阳能光催化制氢的新体系,分子组装体高效的能量传递、电子转移和电荷分离过程显著提高了催化体系的产氢效率和稳定性。例如:采用低温水热方法制备的多级Sn2Nb2O7空心球可见光催化剂和采用多元醇热注入法制备的由超薄纳米片组装而成的分等级花状结构Zn In2S4亚微米球均表现出优异的光解水产氢性能;利用树枝状聚合物、聚丙烯酸和壳聚糖开展对铁氢化酶外围保护蛋白的模拟和功能性研究,在国际上率先突破了铁氢化酶模拟化合物稳定性差、催化效率低的瓶颈,实现了太阳光驱动铁氢化酶模拟化合物的水相高效产氢。     

氨载氢技术经济性分析

液氨做为一种含氢质量分数为17.6%的富氢物质,是氢能的理想载体.从目前氢气存储和运输的瓶颈问题出发,设计了以液氨为储氢和输氢载体的供氢方案,并以单位质量的氢气供应成本做为评价指标,对该路线与天然气、电解水和甲醇裂解制氢供氢路线进行了经济性的比较分析.结果表明,在中等制氢规模和近距离运输的模式下,氨载氢供氢方案一次投资单位供氢成本仅为51.2元.kg-1,明显低于其他制氢路线,具有较强的经济性和技术可行性.     

原位光沉积Cu提升UiO-66-NH_2光催化制氢性能的研究

金属-有机骨架(MOFs)材料UiO-66-NH_2用于光催化分解水制氢需要负载贵金属助催化剂,如Pt,但考虑贵金属价格昂贵,笔者以价格低廉的过渡金属Cu做产氢助催化剂,采用原位光沉积方法制备Cu/UiO-66-NH_2复合光催化材料.结果表明,沉积Cu可以促进UiO-66-NH_2的可见光光催化制氢性能.在优化的Cu担载量为6.0%(m/m),Cu/UiO-66-NH_2最高产氢速率为40μmol·h~(-1)·g~(-1),与负载1.0%-Pt/UiO-66-NH_2(m/m)材料的产氢速率相当.高光催化制氢性能归因于UiO-66-NH_2中光生电子可以向Cu助催化剂传输,从而提升电子-空穴对的分离.实验结果为过渡金属用作MOFs产氢助催化剂提供了实验基础.     

生物质与煤超临界水气化制氢的实验研究

利用间隙式釜式反应器,在反应器内流体温度为450℃、初压为4MPa(终压为22～27MPa)、保温时间为20min、NaOH作为催化剂的条件下,分别对生物质模型化合物羧甲基纤维素钠(CMC)与煤以及原生生物质玉米芯与煤的超临界水气化制氢进行实验研究.结果表明:CMC/煤共超临界水气化制氢过程中,共气化的产氢率和气化率均高于同样情况下CMC、煤单独气化的加权平均值,玉米芯/煤共气化也出现类似结果,这说明CMC/煤、玉米芯/煤共超临界水气化制氢均存在协同效应.初步分析了协同效应产生的机理.     

CdS-MoS_2-WS_2的微波法制备及其可见光分解水制氢性能

采用微波辅助快速一步还原二硫代氨基甲酸盐混合物的方法,合成了尺寸均匀的CdS-MoS_2-WS_2纳米光催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)等手段对样品进行表征,考察了材料的可见光分解水制氢性能。结果表明:负载了MoS_2和WS_2双助催化剂的CdS复合材料CdS-MoS_2-WS_2,其最佳产氢速率可达5.1mmol/(h·g),是纯CdS光催化产氢速率的63倍,且复合材料的产氢活性稳定持续60h;一步法微波快速合成方法使得MoS_2和WS_2两种助催化剂和CdS紧密地结合在一起,实现了电子-空穴对的快速分离,从而极大提升了光催化剂的制氢性能。     

高含量煤在超临界水中气化制氢的实验研究

针对当前煤在超临界水气化制氢研究中存在的物料质量分数低于5%、实验装置以高压釜居多且不能连续稳定产氢等问题,以高含量煤的气化制氢为研究目的,在反应器壁温650～800℃、反应压力23～27 MPa、物料流量3～7 kg/h的条件下,利用连续管流式反应系统对高含量煤进行了超临界水气化制氢实验研究,考察了温度、压力、物料流量、催化剂及氧化剂和物料含量对气化效果的影响规律,成功地将质量分数为16%的煤输送进反应器并稳定产气,煤的气化率和氢气产率分别为0.317和0.022.     

高温气冷堆耦合高温电解规模化制氢系统仿真

随着能源体系变革，氢能在能源系统中发挥着越来越重要的作用，绿色化、低碳化制氢技术日益受到关注。高温气冷堆耦合高温电解制氢技术是一种具有潜力的零碳排大规模绿氢制备技术。该文提出了热功率为250MW,氦气出口温度分别为750和950℃的高温气冷堆与高温电解制氢系统的耦合策略，建立了全流程ASPEN仿真模型，并分析了系统热电比对制氢产能和能耗的影响规律，据此评估并探讨了制氢成本及成本降低策略。结果表明：750和950℃制氢系统的最大氢产能分别为28108和35160m³/h。在最大氢产能下，750℃制氢系统的耗电量和耗热量分别为3.73和0.49kW·h/m³,总能量转化效率为40.1%;950℃制氢系统的耗电量和耗热量分别为3.11和0.56kW·h/m³,总能量转化效率为50.2%。提升电解制氢模块的电流密度可显著降低制氢成本，电解模块阳极耦合制备油品等高附加值化工品一方面可以分摊制氢成本，另一方面可以拓展核能高温电解应用场景。     

玉米秸秆厌氧生物发酵制氢的特性研究

以玉米秸秆作为发酵底物,牛粪堆肥作为菌种来源,进行了30 L规模生物发酵制氢的特性研究.主要对底物发酵过程产氢途径进行分析,由液相末端发酵产物确定发酵类型.通过检测实验过程中发酵液的成分,分析了产氢的影响因素,并提出了持续稳定产氢的适宜方法.实验结果显示,玉米秸秆厌氧发酵制氢为丁酸型发酵,产氢反应过程中产氢量与微生物的生长特性紧密相关.     

原生生物质在超临界水流化床系统中气化制氢

以原生生物质玉米芯与羧甲基纤维素钠的混合为原料,利用实验室成功构建的超临界水流化床气化制氢系统,在压力25 MPa、温度550～650℃范围内,对其气化制氢特性进行研究,讨论了气化过程中气化时间、温度、流量、物料浓度对气化效果的影响.研究结果表明:温度对气化影响较大,升高温度有利于气化;小的流量对应长的反应器停留时间有利于产氢;随着物料质量分数的增加,生物质气化效果明显下降,而在超临界水流化床气化制氢系统中质量分数为18%的物料仍能长时间连续稳定气化,未发生反应器结渣堵塞现象.     

创新引领氢能时代——专访广东合即得能源科技有限公司董事长向华博士

位于东莞樟木头镇的广东合即得能源科技有限公司(以下简称广东合即得),是全国首家研发水醇制氢发电的企业,公司董事长向华博士及其团队在上世纪90年代创建了"水基科学向华理论",并于2002年提出"动氢"理念,2009年发明制造出"水氢机",引领中国昂首进入氢能时代。目前,合即得研发团队在水氢发电上已拥有300多项发明专利,构建了核心的关键技术,积累了大量的实践经验,成为国内自主研发、创新和生产水氢机的高端科技品牌。同时,合即得也承担环保节能和可持续发展的社会责任。近日,记者一行赴东莞走访了该企业并专访了向华博士,深入了解了广东合即得专注水氢发电的创新创业历程。     

Ca(OH)2对生物质水蒸气气化制氢的影响

提出一种新型的生物质水蒸气气化制氢方法.该方法在生物质水蒸气气化过程中添加CO2吸收剂,旨在通过吸收CO2促进产氢反应向着氢气产生方向进行,从而提高产氢量.分析了Ca(OH)2、水蒸气、温度和保持时间对产氢量以及产气组分百分比的影响,结果表明:在生物质水蒸气气化过程中添加CO2吸收剂能显著提高产氢量;随着Ca(OH)2的增加产氢量先升高后略微降低,Ca(OH)2对水煤气反应的影响要明显强于对甲烷水蒸气重整反应的影响;产氢量随水蒸气的增加先升高后降低;产氢量随温度的升高迅速增加;充足的保持时间可以使制氢反应进行彻底.     

太阳能转化为氢能之探讨

介绍了新能源、太阳能、氢能,以及太阳能光热利用的低温、中温、高温利用.简述了几种常用的太阳能制氢工艺技术.详细阐述了Zn/ZnO氧化还原反应的太阳能光热化学循环制氢原理和两步法循环制氢的工艺流程.该技术为低成本高效率利用太阳能制氢的新途径,可供业内参考.     

气雾化高纯镁粉的制备及其水解制氢性能

为了解决镁粉与水反应氢产量低的问题,采用紧耦合真空气体雾化技术制备了高纯超细镁粉,研究了反应条件对镁与水反应制氢效率的影响,并借助X射线衍射仪和扫描电镜对粉末的物相和形貌进行了表征.研究结果表明:球磨转速的适当提高,有助于提高Mg粉的反应活性,当转速为450 r/min时,球磨1 h的氢产量可达到20 mL/g.提高反...