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    “氢”听未来
    来源:深圳市绿航星际太空科技研究院 日期:2018年12月27日  字体:【大】【中】【小】  浏览量:499

    “氢”听未来

     

    作为“21世纪的终极能源”,氢能将是引领产业变革的颠覆性技术。近年来,氢能源以其绿色、零碳、可再生等特点引发的绿色浪潮已经席卷全球。我国政府也在加大扶持力度,各地相继出台了一系列的发展规划,据统计2017年仅氢燃料电池项目投资就超1000亿元。本篇将为大家简单介绍氢能相关知识,以便更好的了解氢能,迎接未来氢能社会。

     

    1、  什么是氢能?

    氢(H),在元素周期表中位于第一位,广泛存在于自然界,占宇宙质量的75%,其单质氢气是密度最小、最轻的气体。氢能是指氢和氧进行化学反应所释放出的化学能,是一种清洁的二次能源,具有来源广、燃烧热值高、能量密度大、可储存、可再生、可电可燃、零污染、零碳排等优点,被誉为21世纪控制地球温升、解决能源危机的“终极能源”。

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    2、氢能技术的发展历程。

    1766年,英国化学家和物理学家卡文迪许(H.Cavendish)最早把氢气收集起来,并对它的性质仔细加以研究。

    1782年,拉瓦锡(Lavoisier)明确提出水并非元素而是化合物。1787年,他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“Hydrogen”(氢),意思是“产生水的”,并确认它是一种元素。

    1807年,瑞士人伊萨克·代·李瓦茨制成了人类历史上第一款氢气内燃机。直到现在,空中客车公司,奔驰航空公司也都正在努力开发装备氢动力内燃机的空中飞机。

    1839年,葛洛夫(William Grove)证实燃料电池的运作原理。

    1950年,培根(Francis Bacon)公开示范一组氢燃料电池的操作。

    上世纪50年代后期美国太空总署(NASA)决定用碱性燃料电池为其太空计划的动力源,60年代用于登月的“土星-5”大推力火箭第二级和第三级火箭均使用大推力的以液氢为燃料的氢氧火箭发动机,并在70年代成功地将燃料电池应用于双子星五号太空船和阿波罗号宇宙飞船上,成为第一个实现氢能源技术应用的国家。

                                                    阿波罗号登月飞船

       进入21世纪,在面对环境污染和能源短缺等危机下,氢能相关技术得到了快速发展。2014年日本丰田在全球首推4人乘商用燃料电池汽车Mirai,续航500多公里,补充氢燃料仅需3分钟。


    丰田Mirai氢燃料汽车

     

    3、  氢能的应用非常广泛。

    只要有水,有太阳能、光能、核能、电能等一次能源或者二次能源,就可以制成氢气。氢气的用途非常广泛,无论是发电、发热还是用作交通燃料,最后氢气会与氧化物反应生成水。氢就像个能源载体,跟电一样的能源载体,将地球上的能量源源不断地应用到人类生活的各方面。另外,只要制氢的能量来源是可再生能源,那么整个氢能的生命周期也将是清洁环保可持续的。如图中所示,可再生能源产生的电能将水转化成氢气,氢气经纯化、干燥后高压存储,以化学能形式(高压氢气)保存下来,高压氢气可以直接供工厂、氢能源汽车、分布式氢能源发电站使用,也可以应用于其它有机燃料的生产,同时可以通过输气管道,同生物燃料一起,利用电热转换器满足家庭的电力和供暖需求等。

     

     

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    可以预测,我们将来社会主要的能源供应将会是电和氢。

     

    4、氢能技术有哪些?

     

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    5、  以航天技术服务氢能产业发展

    在氢能技术的发展中,很多重大的技术进步或突破都来源于军工航天领域。例如:作为研制出我国第一台用于空间站供氧的水电解制氧装置样机的中国航天员科研训练中心,早在90年代中期就开始进行质子交换膜(SPE)水电解技术研究,至今已走过了近三十年的技术发展历程,其成熟的SPE水电解技术可广泛应用于氢能制氢领域。利用先进成熟的航天水电解制氢与高压储氢技术服务国内氢能产业的发展,积极推进军民融合深度发展,将是深圳市太空科技南方研究院的重要使命。


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    质子交换膜(SPE)水电解芯体

    在后面我们将会着重介绍研究院在质子交换膜(SPE)水电解制氢技术和高压储氢技术发面取得的研究进展。

     

     

     



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