氢能开发利用方法-清洁能源-综合智慧能源-地大热能

氢能的开发

①电解法，即直接电解水制氢，因耗电量大、经济性差，至今未能大规模应用。新发展的高温电解(水蒸气)法(>900℃)，其耗电量比常规电解法节省30%左右。
②热化学法，即在高于1000℃的温度下热裂解水或分步反应裂解水制氢的方法，该法可利用核电站供给的热量分解水制氢，但代价仍然较大。利用高于2000℃的热源直接热解水制氢，也正在研制中。
③光解法，是一种利用太阳能的热电转换或光电效应来光解水制氢的方法。由于这种反应在一般条件下很难发生，必须采用性能良好的半导体材料和光催化剂(或光敏剂)，如用微胶粒分散在水中做催化剂。           
④射解法，即利用放射线作用于水分子而使其分解制氢，此法代价很高。
⑤生物化学分解水制氢法，它是利用在光合作用中可释放氢的微生物而制氢的方法。上述方法中以太阳能制氢法为最可取，但仍有技术上的难题尚需继续研究解决。

氢能的储运

目前，氢的储存方法主要有以下几种：常压储氢，高压储氢，液氢储氢，金属氢化物储氢及吸附储氢等。液氢储氢是一种较好的储氢方法，此法储氢密度高。但是，制备l升液氢约需消耗电能3kW．h，在储存过程中液氢还有自然挥发，因此能耗较高。金属氢化物的出现为氢的储存、运输及利用开辟一条新的途径。近年来，清华大学、中科院金属所、防化研究院及西北核技术研究所等单位开始对新型储氢技术一纳米碳材料的储氢进行了多项基础性研究。其中，清华大学、中科院金属所和防化研究院都在室温下得到了储氢重量比在12MPa时为8％左右的纳米碳材料。

氢能的利用

现在人们正在研究一种“固态氢”的宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料，又作为飞船的动力燃料。在飞行期间，飞船上所有的非重要零件都可以转作能源而“消耗掉”。这样飞船在宇宙中就能飞行更长的时间。在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年，目前已进入样机和试飞阶段。

在交通运输方面，美、德、法、日等汽车大国早已推出以氢作燃料的示范汽车，并进行了几十万公里的道路运行试验。其中美、德、法等国是采用氢化金属贮氢，而日本则采用液氢。试验证明，以氢作燃料的汽车在经济性、适应性和安全性三方面均有良好的前景，但目前仍存在贮氢密度小和成本高两大障碍。前者使汽车连续行驶的路程受限制，后者主要是由于液氢供应系统费用过高造成的。美国和加拿大已联手合作拟在铁路机车上采用液氢作燃料。在进一步取得研究成果后，从加拿大西部到东部的大陆铁路上将奔驰着燃用液氢和液氧的机车。