氢气用作汽车能源的主要问题成本高。地球上氢气储量固然丰富,但以目前的技术,制取氢的成本太高。用电解水的方法制取氢,是目前工业上主要的生产氢气的方法,如果用这种方法制取氢气,再把氢气用作汽车燃料,从能源效率上来讲是不合算的。储带不便。氢气在汽车上的储带十分不便。气态储带,能量密度低的缺点很突出,如果要求氢气汽车与汽油汽车保持同样的行驶里程,则储气罐的体积约为汽油油箱的20倍;这对解决必要的行驶里程相当困难;液态储带要求-253℃的低温,需要采用隔热的油箱,且有蒸发损失,成本很高;金属氢化物储带(即气态氢在200~250个大气压下与某种金属化合,形成几毫米大小的固体金属氢化物,把这种金属氢化物带在汽车上,使用时将其加热分解,释放出氢气供内燃机燃烧,剩余金属可再次与氢气化合,循环使用)方式进展较大,似有更好的前景。动力性较差。氢气虽然热效率高,但其密度很小,在气缸中将挤占相当一部分容积,影响空气量,反过来也影响了氢气量。此外,氢的单位质量热值虽然高,但单位容积热值低。这都会影响氢气发动机的动力性。氢气是世界上已知的轻的气体,它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下。天津环保氢气运输
用铁、锌等与稀硫酸、稀盐酸作用制得“易燃空气”(即氢气),并用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来,进行研究。他发现一定量的某种金属分别与足量的各种酸作用,所产生的这种气体的量是固定的,与酸的种类、浓度都无关。他还发现氢气与空气混合后点燃会发生;又发现氢气与氧气化合生成水,从而认识到这种气体和其它已知的各种气体都不同。但是,由于他是燃素说的虔诚信徒,按照他的理解:这种气体燃烧起来这么猛烈,一定富含燃素;硫磺燃烧后成为硫酸,那么硫酸中是没有燃素的;而按照燃素说金属也是含燃素的。所以他认为这种气体是从金属中分解出来的,而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时,“它们所含的燃素便释放出来,形成了这种可燃空气”。他甚至曾一度设想氢气就是燃素,这种推测很快就得以当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万(Kirwan,)等的赞同。由于把氢气充到气球中,气球便会徐徐上升,这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“论证”燃素具有负重量的根据。但卡文迪许究竟是一位非凡的科学家,后来他弄清楚了气球在空气中所受浮力问题,通过精确研究,证明氢气是有重量的,只是比空气轻很多。 天津压缩氢气运输根据氢气来源不同,加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢供氢加氢站。
目前,在工业生产中要想获得氢气,通常是采用以下的几个方法:一:把水蒸汽通过灼热的焦炭得到氢气,但是通过这种方式得到的氢气通常只有75%的纯度。第二:将水蒸汽通过灼热的铁得到氢气,通过这种方式得到的氢气纯度相对之下会高一点,纯度大概有97%,第三:是通过水煤气中提取氢气,这种方式得到的氢气纯度也是相当低,因此也很少人采用这种方式获得氢气,第四:水电解制氢。水电解制氢是目前工业使用多的一种方法,同时纯度也是的一种方法,纯度可以达到99%以上,这是工业上制备氢气的一种重要方法。在电解氢氧化钠(钾)溶液时,阳极上放出氧气,阴极上放出氢气。电解氯化钠水溶液制造氢氧化钠时,也可得到氢气。水电解制氢方法对于冷却发电机的氢气和纯度都会有比较高的要求,因此,都是采用电解水的方法制得。电解水制氢原理水电解制氢的原理很简单,就是通过电把水分解为氢气和氧气,具体的方法是:在一些电解质水溶液中通入直流电时,分解出的物质与原来的电解质完全没有关系,被分解的是作为溶剂的水,原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。在电解水时,由于纯水的电离度很小,导电能力低,属于典型的弱电解质。
氢气的着火点为500°C。纯净的氢气与氧气的混合物燃烧时放出紫外线。因为氢气比空气轻,所以氢气的火焰倾向于快速上升,故其造成的危害小于碳氢化合物燃烧的危害。氢气与所有的氧化性元素单质反应。氢气在常温下可自发的和氯气(需要光照)反应,氢气和氟气在冷暗处混合就可,生成具有潜在危险性的酸氯化氢或氟化氢。在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,过一会儿。我们可以看到,纯净的氢气在空气里安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰(氢气在玻璃导管口燃烧时,火焰常略带黄色)。用烧杯罩在火焰的上方时,烧杯壁上有水珠生成,接触烧杯的手能感到发烫。氢气在空气里燃烧,实际上是氢气跟空气里的氧气发生了化合反应,生成了水并放出大量的热。这个反应的化学方程式是:2H2+O2=点燃=2H2O反过来,氢气可以用电解水的方式制备。这个反应的化学方程式是:H2O=H++OH-H++e-=H2H=H2OH--e-=OH2OH=H2O22H2O2=2H2O+O2总的化学方程式是:2H2O=通电=2H2↑+O2↑取一个一端开口,另一端钻有小孔的纸筒(或塑料筒等),用纸团堵住小孔,用向下排空气法收集氢气,使纸筒内充满氢气。把氢气发生装置移开。 装卸设备要有完善的管理操作规程,非经过培训的专业人员不能对其进行操作,避免事故的发生。
越来越多的公司制定了激进的脱碳目标,而扩大可再生能源发电并不能达到目的。晚上没有太阳,风电场的产量也不稳定。绿色氢能可以扩大可再生能源的贡献:被储存更长的时间;运输到不能产生可再生能源的地方以及被使用。与其他可再生能源相比,氢能有的脱碳功能目前,全球40%的二氧化碳排放来自电力生产,但随着可再生能源的持续增长,这一数字将会下降。工业和交通等其他行业的二氧化碳排放量占全球的55%,可再生能源的比例远低于发电厂,因为风能和太阳能的直接应用有限。管道运输可以长距离运输大量氢气,在工业领域特别有利。西藏加氢站氢气运输方案
压缩储氢由于其有限的能量密度而具有高成本;低温罐由于蒸发损失只能在有限的时间内保持要求的压强水平。天津环保氢气运输
在用量小、用户分散的情况下,气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送,用量大时一般采用管道输送。液氢运输多用车船等运输工具。虽然氢气运输方式众多,但从发展趋势来看,我国主要以气氢拖车运输(tubetrailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquidtruck)三种运氢方式为主。长管拖车运氢:当运输距离为50km时,氢气的运输成本,随着运输距离的增加,长管拖车运输成本逐渐上升。距离500km时运输成本达到。考虑到经济性问题,长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。管道运氢:参考济源-洛阳氢气管道的基本参数,可测算出长度25m、年输送能力,运氢价格为。当输送距离为100km时,运氢成本为,为同等距离下气氢拖车成本的1/5,通过管道运输氢气是一种降低成本的可靠方法。液氢罐车成本变动对距离不敏感。当加氢站距离氢源点50~500km时,液氢槽车的运输价格在。将上述测算结果进行对比发现:在0~1000km范围中,管道运输的成本比较低。运输距离在250km内时,长管拖车运输成本低于液氢槽车,超过250km则后者更具成本优势。天津环保氢气运输