氢是什么燃料 氢能源的发展前景

当前人类建立在以消耗煤炭、石油、天然气为主导致了日益突出的境污染和温室效应问题。为实现人类社会可持续发展，建立人与自然的和谐关系，发展风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等绿色能源，成为世界各国高度关注的课题。

多数可再生能源所固有的间隙性、随机与波动性，导致了严重的弃风、弃光、弃水等现象。氢能作为可存储废弃能源并推动由传统化石能源向绿色能源转变的清洁能源，其能量密度（140MJ/kg）是石油的3倍、煤炭的4.5倍，被视为未来能源革命的颠覆性技术方向。

氢燃料电池是以氢气为燃料，通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的发电装置，具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点，相应技术进步可推动氢气制备、储藏、运输等技术体系的发展升级。

在新一轮能源革命驱动下，世界各国高度重视氢燃料电池技术，以支撑实现低碳、清洁发展模式。发达国家或地区积极发展氢能经济，制定了《全面能源战略》（美国）、《欧盟氢能战略》（欧盟）、《氢能/燃料电池战略发展路线图》（日本）等发展规划，推动燃料电池技术的研发、示范和商业化应用。

我国也积极跟进氢能相关发展战略，200科技部启动了国家重点研发计划可再生能源与氢能技术重专项，将重点突破质子交换膜、气体扩散层碳、空压机耐久性、高可靠性电堆等共性关键技术。国家能源局将氢能。

研究表明，氢能及氢燃料电池技术有望大规模应用在汽车、便携式发电和固定发电站等领域，也是航空航天飞行器、船舶推进系统的重要技术备选方案，质、催化剂等基础材料）、结构紧凑挑战。

美国能源部燃料电低石油使用量的最有效路径之一，随着技术进步，全过程生产成本和氢燃料成本将与其他类型车辆及燃料相当。

优化系统控制策略、开发催化剂抗腐蚀载体等新型基础材料，是提高系统耐久性和寿命、进而促成氢燃料电池技术大规模商业化应用的有效路径。近期的综述性研究工作，报道了氢燃料电池系统在双极板、气体扩散层、催化剂、膜电极、流场设计与分析等材料或组件方面的新进展。

氢燃料电池技术体系与发展现状方面，氢燃料电池与常见的锂电池不同，系统更为复杂，主要由电堆和系统部件（空压机、增湿器、氢循环泵、氢瓶）组成。电堆是整个电池系统的核心，包括由膜电极、双极板构成的各电池单元以及集流板、端板、密封圈等。膜电极的关键材料是质子交换膜、催化剂、气体扩散层，这些部件及材料的耐久性（与其他性能）决定了电堆的使用寿命和工况适应性。

近年来，氢燃料电池技术研究集中在电堆、双极板、控制技术等方面，氢燃料电池技术体系及部分相关前沿研究如图1所示。膜电极（MEA）是氢燃料电池系统的核心组件，通常由阴极扩散层、阴极催化剂层、电解质膜、阳极催化剂层和阳极气扩散层组成，直接决定了氢燃料电池的功率密度、耐久性和使用寿命。根据MEA内电解质的不同，常用的氢燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。

各类型燃料电池具有相应的燃料种类、质量比功率和面积比功率性能，其中质子交换膜燃料电池以启动时间短、操作温度低等特点成为备受关注的研究领域。氢燃料电池技术的发展将在未来能源领域发挥重要作用。

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氢能源是指什么燃料

氢能源的开发与利用当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。 氢作为能源有许多优越性。 水通过光分解可制得氢，水是取之不尽，用之不竭的原料，又十分低廉，地球的表面有 是水，储量很大。 氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。 氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1kg氢燃烧产生的热量相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭的发热量。 但是在实际的应用中氢的存储与运输，以及利用太阳能分解水制取氢，一直是制约氢能发展的问题。 时至今日，氢能的利用已有长足进步。 自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。 美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。 我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。 利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。 氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。 目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。 利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。 如今世界上有50多个实验室在进行研究，至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。 发展氢能源，将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步。

水解氢燃料是什么燃料

1960年代后期，制造了燃料电池的原型。 在燃料电池氢汽车的发展主要有三个障碍。 首先，氢的密度很低，就算燃料以液态形式储存在低温瓶或压缩气体瓶，在那些空间能够储存的能量十分有限，目前国外使用的都是保温箱，储存液态氢。 一些科学家已经开始研究固态氢。 有些研究已经用特别结晶体来储存氢在较高密度的环境中，而且更安全。 另外一种方法是不储存氢分子，而使用氢重组器来从传统燃料如甲烷、汽油和乙醇，提取氢。 很多环保分子对此想法不感兴趣，因为它依赖了化石燃料。 可是，这是有效的重组程序。 使用重组过的汽油或乙醇来推动燃料电池，仍比使用内燃引擎来得有效。 现在氢燃料电池，主要使用液氢，低温瓶或压缩气体瓶因为不适用。 已经被淘汰。 其次，制造在氢汽车提供电力可靠燃料电池，耗资颇高。 科学家努力研究令燃料电池的成本尽量便宜，同时又有足够硬度以抵受撞击和震动这些汽车的基本问题。 燃料电池的设计大都脆弱，故不能在那些情况下保存。 加上很多设计都需要稀有物如铂作为加速剂，令工作更顺畅，而加速剂可能污染氢的纯净度，不利氢的提供。 为了大面积削减成本，必须寻找其它材料作催化剂，停止对铂的使用。 第三个问题是氢可作为能量的携带者而非能源。 它必须从化石燃料或其他能源提取，因此引起能量的流失（因为从其他能源到氢又回到能量的转换并非百分百有效）。 因为任何能源都有缺点，转换到氢会引起关于如何产生这种能源的政治决定。 最近有方法成功直接从太阳和水，透过金属的催化剂，产生了氢。 这或能使从太阳能转成氢有一个便宜、直接、清洁的途径。

什么是氢能？

氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。 氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，二次能源。 工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等，但这些反应消耗的能量都大于其产生的能量。 前景氢是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，因此氢能被称为人类的终极能源。 水是氢的大“仓库”，如把海水中的氢全部提取出来，将是地球上所有化石燃料热量的9000 倍。 氢的燃烧效率非常高，只要在汽油中加入4% 的氢气，就可使内燃机节油40%。 美国政府已明确提出氢计划，宣布今后4年政府将拨款17亿美元支持氢能开发。 美国计划到2040年美国每天将减少使用1100万桶石油，这个数字正是现在美国每天的石油进口量。 氢能 【hydrogen energy】 通过氢气和氧气反应所产生的能量。 氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%。 由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得，因此是二次能源。 工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等。 全球对氢能的研发仍处于实验阶段。

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