『壹』 氫能是一種什麼能源
科學家預計氫能在21世紀有可能成為一種重要的二次能源。氫的熱值高達1.2×10^6焦／千克，為汽油的24倍。液態氫燃燒時能產生1700℃左右的高溫，可以用來切割金屬；氫作為氣輪機的燃料，既可發電，又可產生高壓蒸汽供熱。作為一般的內燃機燃料或城市民用煤氣，更是優越無比。氫燃燒之後回復為水，水又是制氫的原料，可以反復循環使用，而且是無污染能源。
氫能貯量豐富，在地球上每9000克水中就有1000克氫，來源穩定，用之不竭。它貯運方便，瓶裝、管輸均可，與某些活潑金屬反應，還可暫時成為固體而便於搬運。
從水中制氫的方法有熱解、電解和光解。以煤或焦炭為原料的合成氨氣體中的氫，是使水蒸氣通過熾熱的碳層分解得到的。這是典型的熱解法制氫。在食鹽電解制燒鹼過程中，會從電解槽的陰極析出氫。此外，還有直接電解水的制氫方法。還有一種方法是模仿某些天然植物所具有的光解水制氫法。科學家們設想，建一些為電解水製取氫氣的專用核電站。比如，建一些人造海島，把核電站建在人造海島上，電解用水和冷卻用水舉手可取，又遠離居民區，既經濟，又安全。製取的氫和氧，用鋪設在水下的送氣管道輸往陸地，再用貯存天然氣的方法，在陸地挖一些專用的地下貯氣庫，把氫氣存在裡面。
『貳』 空氣被稱為未來最理想的資源理由是氫氣的用途有什麼等
再回想未來的能源形勢，從一個長遠的角度看，我們就從100%的可再生能源的角度考慮，那麼，社會的能源生產和消費將產生怎樣的變化。
首先我們看能源生產，大規模利用的可再生能源，無非就是水能、太陽能、風能、生物質能四種。
水能已經發展成熟，成本低廉，使用清潔，而且水電並網沒有任何障礙。考慮到受水資源的限制，未來想要大規模的擴張也比較困難。因此，我們可以預計，未來的水能的生產量可能和現在相差不大，主要是用於電力的生產。
風能和太陽能，這兩種可再生能源可以放到一起來講，因為這兩種能源有很多相似的地方：需要廣闊的土地（所以一般在較偏僻地域發展），能源不穩定（受晝夜、季節影響），上網難度大。
考慮到風能和太陽能的不穩定性，一個重要的課題就是能源存儲，或者說能源存儲與運輸，這實際上是我寫的這篇文章的核心和初衷。能源存儲有以下幾個選項，直接電能的存儲（電池），以氫能的形式存儲，以液態碳基化學能的存儲（醇類和烴類）。先說最簡單的，電池。對於電池用於大規模儲能（這里不是指車用的小型電池），我是持樂觀態度的，但由於我不是這個領域的，對此了解不深。我只是從過程中，而不是從技術的角度來思考，覺得直接電能的存儲是有著巨大的優勢的，省略了很多電能與化學能轉化、化學能與化學能之間的轉化的過程。對於周期性的風能與太陽能，電池是一個能源存儲的補充。至於電池是放置於可再生能源電廠本身，還是放置於能源消費端，我覺得應該放在能源生產端，可以不上網，直接存儲。
然而，風能和太陽能的一個重要問題是並網困難，有很多棄風棄光的現象，電池能否解決這個問題，目前我還不得而知。
再說直接氫能的存儲，主要有壓縮氫氣、液態氫氣、固態儲氫（氫化物、金屬有機化合物等）幾種方式，也有就地儲存和遠程運輸兩種。氫能的好處不用多說，主要在於生產和利用都比較方便，但其缺點在於能量密度低。如果是就地儲存，我覺得可能還有一定的優勢的，因為光電風電往往選址在偏遠地區，在土地資源上有一定的優勢。而且，能量的存儲基本容量達到幾天就可以，比如白天存儲，晚上使用，就可以成為光電的良好補充。還有一種是先輸電再儲氫，可以將兩種技術分開，當然需要電能先上網。當然，有時候我們需要遠程運輸氫能，比如說工業用氫、燃料電池汽車，那麼可能可以使用的是液態氫的氣罐車或者氣態氫的管道。這裡面一個潛在的問題，可能不太容易注意到的，就是水源的問題。以我國為例，如果是在新疆內蒙的光電風電，那麼當地的水源是比較匱乏的。如果是海上風電，可能在這方面是有一定的優勢的。
『叄』 下列關於氫能的說法錯誤的是
b錯 因為氫是極難以壓縮的 只有很少數情況下使用壓縮氫氣 一般都用金屬材料製成的海綿吸收 雖然容易但是吸收的量非常少。所以說氫氣的運輸與儲存不是很安全。
『肆』 氫氣儲存及運輸存在哪些問題
通常氫能以三種狀態存儲和運輸:高壓氣態､液態和氫化物形態｡用壓縮氣體罐儲存的氫
『伍』 存儲氫氣的方式有哪些
氫能體系主要包括氫的生產、儲存和運輸、應用3個環節。而氫能的儲存是關鍵，也是目前氫能應用的主要技術障礙。大家知道，所有元素中氫的重量最輕，在標准狀態下，它的密度為0.0899克/升，為水的密度的萬分之一。在-252.7℃ 時，可以為液體，密度70克/升，僅為水的1/15。所以氫氣可以儲存，但是很難高密度儲存。
氫氣輸送也是氫能利用的重要環節。一般而言，氫氣生產廠和用戶會有一定的距離，這就存在氫氣輸送的需求。按照氫在輸運時所處狀態的不同，可以分為氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送。其中前兩者是目前正在大規模使用的兩種方式。
高壓氣態儲存
氣態氫可儲存在地下倉庫里，也可裝入鋼瓶中。為了提高其儲存空間利用率，必須將氫氣進行壓縮，盡可能使氫氣的體積變小，因此就需要對氫氣施加壓力，為此需消耗較多的壓縮功。氫氣重量很輕，即使體積縮小、密度增大，重量仍然如此。一般情況下，一個充氣壓力為20兆帕的高壓鋼瓶儲氫重量只佔總重量的1.6％，供太空用的鈦瓶儲氫重量也僅為總重量的5％。
為提高儲氫量，目前科技工作者們正在研究一種微孔結構的儲氫裝置，它是一種微型球床。微型球的球壁非常薄，最薄的只有1微米。微型球充滿了非常小的小孔，最小的小孔直徑只有10微米左右，氫氣就儲存在這些小孔中。微型球可用塑料、玻璃、陶瓷或金屬製造。
高壓氣態儲存是最普遍、最直接的方式，通過減壓閥的調節就可以直接將氫氣釋放出來。但是它也存在著一定的不足，即能耗較高。
低溫液化儲存
隨著溫度的變化，氫氣的形態也會發生變化。將氫氣降溫，當冷卻到-253℃時，氫氣就會發生形態上的變化，由氣態變成液態，也就是液氫。然後，再將液氫儲存在高真空的絕熱容器中，在恆定的低溫下，液氫就會一直保持這種狀態，不再發生變化。這種液氫儲存工藝已經用於宇航中。這種儲存方式成本較高，安全技術也比較復雜，不適合廣泛應用。低溫儲存液氫的關鍵就在於儲存容器，因此高度絕熱的儲氫容器是目前研究的重點。
現在一種間壁間充滿中孔微珠的絕熱容器已經問世。這種二氧化硅的微珠直徑在30～150微米，中間是空心的，壁厚只有1～5微米，在部分微珠上鍍上厚度為1微米的鋁。由於這種微珠導熱系數極小，其顆粒又非常細，可以完全抑制顆粒間的對流換熱；將3％～5％的鍍鋁微珠混入不鍍鋁的微珠當中，可以有效地切斷輻射傳熱。這種新型的熱絕緣容器不需抽真空，其絕熱效果遠優於普通高真空的絕熱容器，是一種比較理想的液氫儲存罐，美國宇航局已廣泛採用這種新型的儲氫容器。
在生產實踐中，採用液氫儲存必須先制備液氫，將氣態氫變成液態氫。生產液氫一般可採用3種液化循環方式，其中，帶膨脹機的循環效率最高，在大型氫液化裝置上被廣泛採用；節流循環方式效率不高，但流程簡單，運行可靠，所以在小型氫液化裝置中應用較多；氦製冷氫液化循環消除了高壓氫的危險，運轉安全可靠，但氦製冷系統設備復雜，因此在氫液化中應用不多。
金屬氫化物儲存
曾經有這樣一件奇怪的事情：在一間部隊的營房裡，史密斯中士把彎曲的鎳鈦合金絲拉直，放到工作台上，轉過身忙別的事情。過了一會兒，等他再回到檯子邊，看到剛才拉直的鎳鈦合金絲又變成原來彎曲的形狀了，史密斯中士對此感到很奇怪。
發現這種現象的不僅僅是史密斯中士，巴克勒教授也發現了這種現象。他發現被他拉直的鎳鈦合金絲又恢復到原來彎曲的形狀了。為什麼會這樣呢?巴克勒教授走到鎳鈦合金絲的旁邊，看到周圍並沒有什麼異常，他再試了一下看看是不是磁場作用的結果，可是經過檢測，周圍根本沒有磁場。這到底是什麼原因呢?當他無意中用手摸了摸放金屬的檯子，發現檯子很燙，難道是熱量在作怪嗎?巴克勒教授決定親自試一試。他把鎳鈦合金絲一根一根地拉直，然後又把它們放到檯子上，結果和剛才一樣。他又將這些鎳合金絲拉直放到另外一個地方，這些金屬並沒有彎曲，還保持原來的樣子。也就是說，放在高溫地方的鎳鈦合金絲會恢復到原來彎曲的樣子，而放在其他地方的鎳鈦合金絲沒有改變形狀。巴克勒教授從而發現了一個非常重要的科學現象，即合金在上升到一定溫度的時候，它會恢復到原來彎曲的狀態。巴克勒教授由此得到一個結論：鎳鈦合金具有記憶力。鎳鈦合金具有記憶力，那麼其他金屬有沒有記憶力呢?巴克勒教授並沒有淺嘗輒止，放過對其他事物研究的機會。他做了許多實驗，最後他發現合金大都具有記憶力。
根據合金的這一特性，近年來，一種新型簡便的儲氫方法應運而生，即利用儲氫合金(金屬氫化物)來儲存氫氣。這是一種金屬與氫反應生成金屬氫化物而將氫儲存和固定的技術。氫可以和許多金屬或合金化合之後形成金屬氫化物，它們在一定溫度和壓力下會大量吸收氫而生成金屬氫化物。而反應又有很好的可逆性，適當升高溫度和減小壓力即可發生逆反應，釋放出氫氣。金屬氫化物儲存，使氫氣跟能夠氫化的金屬或合金相化合，以固體金屬氫化物的形式儲存起來。金屬儲氫自20世紀70年代開始就受到了重視。
儲氫合金具有很強的儲氫能力。單位體積儲氫的密度，是相同溫度、壓力條件下氣態氫的1000倍，也就是說，相當於儲存了1000個大氣壓的高壓氫氣。儲氫合金都是固體，需要用氫時通過加熱或減壓將儲存於其中的氫釋放出來，因此是一種極其簡便易行的理想儲氫方法。目前研究發展中的儲氫合金主要有鈦系儲氫合金、鋯系儲氫合金、鐵系儲氫合金以及稀土系儲氫合金。
儲氫合金具有高強的本領，不僅具有儲存氫氣的功能，而且還能夠採暖和製冷。炎熱的夏天，太陽光照射在儲氫合金上，在陽光熱量的作用下，它便吸熱放出氫氣，將氫氣儲存在氫氣瓶里。吸熱使周圍空氣溫度降低，起到空調製冷的效果。到了寒冷的冬天，儲氫合金又吸收夏天所儲存的氫氣，放出熱量，這些熱量就可以供取暖了。利用這種放熱—吸熱循環可進行熱的儲存和傳輸，製造製冷或採暖設備。此外，儲氫合金還可以用於提純和回收氫氣，它可將氫氣提純到很高的純度。採用儲氫合金，可以以很低的成本獲得純度高於99.9999％的超純氫。
儲氫合金的飛速發展，給氫氣的利用開辟了一條廣闊的道路。目前我國已研製成功了一種氫能汽車，它使用儲氫材料90千克就可以連續行駛40千米，時速超過50千米。
碳材料儲存
碳材料儲氫也是一種重要的儲氫途徑。做儲氫介質的碳材料主要有高比表面積活性炭、石墨納米纖維和碳納米管。由於材料內孔徑的大小及分布不同，這三類碳材料的儲氫機理也有區別。活性炭儲氫的研究始於20世紀70年代末，該材料儲氫面臨最大的技術難點是氫氣需先預冷吸氫量才有明顯的增長，且由於活性炭孔徑分布較為雜亂，氫的解吸速度和可利用容積比例均受影響。碳納米材料是一種新型儲氫材料，如果選用合適催化劑，優化調整工藝過程參數，可使其結構更適宜氫的吸收和脫附，用它做氫動力系統的儲氫介質有很好的前景。
石墨納米纖維來自含碳化合物，由含碳化合物經所選金屬顆粒催化分解產生，主要形狀有管狀、飛魚骨狀、層狀。其中，飛魚骨狀的石墨納米纖維吸氫量最高。
碳納米管可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管，主要由碳通過電弧放電法和熱分解催化法製得。電弧放電法製得的碳納米管通常比較長，結晶性能比較好，但純化較困難。而用催化法製得的碳納米管，管徑大小比較容易調節，純化也比較容易，但結晶性能要比電弧放電法制備的差一些。
碳納米管的孔徑分布比石墨納米纖維的孔徑分布更為有序，選用合適的金屬催化顆粒和晶狀促長劑，就能夠比較容易地控制管徑的大小及管口的朝向。微孔中加入催化金屬顆粒和促長劑，可增加碳納米管強度，並使表面微孔更適宜氫分子的儲存。知識點
『陸』 將氫氣冷凝成液體並儲存在儲罐中的優點和缺點是什麼
儲氫是氫能發展中的一個重要方面，低溫液化儲氫由於其儲氫密度大，能量密度高等特點，具有很大的優勢，下面我們具體來看看優點和有哪些不足。
就三種主流的儲氫方式而言，高壓儲氫技術較為成熟，未來將朝著更高壓力，更輕質的方向發展，目前在燃料電池車中已有應用，金屬氫化物儲氫在未來一段時間，將仍處於實驗研究階段，但也表現出巨大潛力，低溫液態儲氫由於氫液化耗能巨大，且對低溫絕熱容器性能要求極高，導致其儲氫成本昂貴，目前多用於航天方面，絕熱技術是低溫容器的核心技術。傳統的被動絕熱技術在低溫系統中均有廣泛應用，在此基礎上發展而來的變密度多層絕熱技術目前主要用於航天，國內相關研究較少。基於低溫製冷機技術，通過主動耗能來實現熱量轉移的主動絕熱技術是研究的一個熱點，低溫壓力容器在選材上要考慮工程材料的低溫性能，及材料與儲存介質的相容性。
隨著氫燃料電池的迅猛發展，對民用氫提出了更大需求，低溫液態儲氫存在從軍工向民用轉移的趨勢，但目前由於氫液化過程耗能巨大、且液氫儲存對容器絕熱性能要求極高，導致其經濟性很差，氫液化較困難，僅通過被動絕熱技術在存儲中難以做到絕對的絕熱，浪費不可避免，且有一定危險性，隨著材料科學的不斷發展，低導熱率，高強度，良好低溫性能的材料將不斷應用於低溫容器中，此外，氫安全也是人們關注的問題，在未來氫能取得大規模應用之際，對氫爆炸，泄露相關機理及模型的研究至關重要，如何保障用氫安全則是重中之重。
『柒』 大家知道氫能的儲存的方法嗎是如何發展的
氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，人類對氫能應用自200年前就產生了興趣，到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能研究。 早在1970年，美國通用汽車公司的技術研究中心就提出了「氫經濟」（Hydrogen Economics）的概念。1976年美國斯坦福研究院就開展了氫經濟的可行性研究。20世紀90年代中期以來多種因素的匯合增加了氫能經濟的吸引力。這些因素包括：持久的城市空氣污染、對較低或零廢氣排放的交通工具的需求、減少對外國石油進口的需要、CO2排放和全球氣候變化、儲存可再生電能供應的需求等。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新能源，被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，是人類的戰略能源發展方向。世界各國如冰島、中國、德國、日本和美國等不同的國家之間在氫能交通工具的商業化的方面已經出現了激烈的競爭。雖然其它利用形式是可能的（例如取暖、烹飪、發電、航行器、機車），但氫能在小汽車、卡車、公共汽車、計程車、摩托車和商業船上的應用已經成為焦點。由於氫能利用過程中CO2的零排放這一優勢，其能源供給及轉換技術已被認真加以評估。氫能能夠通過從化石燃料或生物物質（包括城市廢物等）中獲取氫原子而得到，或者通過用化石發電，無碳能源電解水得到。後種方式通常花費更為昂貴並且產品利用率僅能達到4％。雖然如此，這種基於混合資源的電解氫會增加CO2的排放，因為此種方法通常增加了低效、碳基能源產品的產量。在近幾年內，除了在斯堪的納維亞(半島)、巴西和加拿大這些地區有價格低廉而又豐富的水力電能，從天然氣、甲醇、重油或MSW中獲取氫的成本是最低的。早期在島嶼應用的有冰島、夏威夷島、萬那杜、大西洋群島，氫能的應用具有特別的吸引力，然而即使包括CO2的回收和封存的成本，在大型市場當中從化石燃料中提取氫產品的成本仍然比電解氫的成本低。 隨著國際氣候變化和對石油進口依賴程度的不斷加深，導致人們對氫能市場生存能力發展的普遍興趣。雖然日本是世界上第一個以審慎的態度為世界能源網路工程投入2億美元開展氫能研究的國家(研究計劃年限為1993～2002年)，在其之後，又興起了大量尋求構建氫經濟的國家。從歷史的角度上說，能源觀念的轉變需要花費幾十年才能實現，一定范圍內政府、跨國公司和個人企業對氫能產業的推動將是加速能源轉換的必要因素。已有的一些有關氫能研發順序的問題也會影響氫能經濟的發展方向。舉例來說，氫生產集中與分散，研究、發展和氫能汽車的營銷，燃料電池技術的發展與內燃機，基礎設施的改進包括燃料運輸和建立燃料供應站等等，氫能商業化和市場滲透往往依賴於這些因素相互間錯綜復雜的影響，也影響它的成本、效率、能量存儲密度和交通工具的成本、性能和安全性，而且在一個地區氫能和燃料電池發展突破將不可避免地影響其他地區全球性的經濟發展計劃。 國際能源機構（IEA）自1977年發起建立氫能源協定以來，就已經認識到氫經濟的潛在價值。而且該組織也認識到氫能源的技術潛力有助於提供一種穩定的，持續的能源供應，並能減少二氧化碳的排放。因此，最近的計劃主要是對成員國間合作研究的支持，支持的主要研究方向包括：氫能產品的成本效益、氫能產品的運輸，氫能產品的分配，氫能產品的後期利用和基於可更新能源的儲存。目前，國際能源機構氫能源研究重點是：光電電池電解，風和生物能資源，金屬氫化物和碳納米結構儲存方式以及一體化模型工具研究。這些研究和推廣計劃已經在德國，義大利，瑞士，西班牙，美國，加拿大得到了相應的支持。然而，這些研發不可能在短期內對氫能源系統商業發展產生重大影響。 趨向於效益成本氫能技術商業性發展的下一步可能會由國際氫能經濟合作組織（IPHE）來促進。該組織由美國能源部主持，於2003年11月18～21日在華盛頓區的一次會議上建立，參與者與成員國包括澳大利亞，巴西，加拿大，中國，歐洲委員會，法國，德國，冰島，印度，義大利，日本，韓國，挪威，俄羅斯，英國和美國，最初的秘書處設在美國能源部（DOE）。該組織將會與國際能源機構合作開展相關活動，但它主要是為組織和實施研發合作及其活動提供一種協調機制。它寄希望於在2020年前，為參加國的消費者提供一種實用性的選擇：到2020年消費者能夠購買到一輛既有競爭價格、又安全方便的進行燃料補給的氫能動力汽車。來自Shell Hydrogen的一位代表估計，到2020年投資200億美元僅能支持歐洲2％氫能動力汽車所需。 IPHE組織的工作將會反映到成員國有關能源供應的政策。這樣，IPHE最初的有關氫能源類型的設想是一個由化石燃料、核能和可再生能源組成的混合體，這一設想也就反映了早期討論過的國家能源混合形式及其相關政策。美國的政策就曾受到一家新的綠色氫能聯盟的批評，這個聯盟由環保集團和其他一些非盈利組織組成。但到目前為止，只有冰島和巴西有一個針對可再生能源的具體路線。其他大多數成員國則認為有關技術選擇和能源應該保持開放。 概述與結論 盡管氫能源的發展得到了全世界廣泛的關注，但是只有兩家汽車公司和兩家主要的政治機構為氫能、燃料電池或汽車產品生產制定了特定的目標和時間表。DaimberChrylse公司宣布了將在2010年之前生產10萬輛氫能燃料電池汽車的計劃，而GM公司則聲稱將生產這個數量的10倍。然而，這兩家汽車製造商對他們最初的宣稱感到懊悔，因為事實上沒有實現此目標的機會。其他汽車製造商似乎也有類似的目標轉移。有4.54億混合人口的歐聯盟有計劃要引進這些汽車，要使它們的整個"路上艦隊"到2030年能達到15％，到2040年則會在此數額上至少再翻一番，然而這個數額還不是所提的目標。 在氫能和燃料電池被大規模應用於機動車輛之前，巴西以及東亞等地區將是一個該類型機動車輛被應用的重要市場範例。即便如此，2030年之前是否將會有對氫能汽車的大量需求還值得懷疑，除非GM公司或者另外的汽車製造商在設法出售這種汽車方面取得巨大成功。特定目標和時間表的缺乏是北美的一個問題。 現在主要的關注點是氫能發展的潛在的可持續性，在接下來的幾十年中，大多數計劃都提出產品要以如天然氣或煤炭等相對便宜的能源為基礎。這樣，即使碳隔離技術是可行的，從化石燃料中提取氫能也不能夠長期進行。只有巴西和冰島設想到2030年前，提高從可再生能源中獲取氫能的百分比，盡管這些特殊的計劃都是模糊不清的。在其它地方，主要的正在形成的氫能可再生能源需求市場將起到十分重要的作用，而且對化石燃料的限制也很有作用。這樣，世界在迎來一個真正出現並可持續的氫能革命之前還需要行進很長的一段路程。 資料: http://xyli621.blog.163.com/blog/static/233717820070119136934/
『捌』 儲氫材料有哪些
儲氫合金是指在一定溫度和氫氣壓力下，能可逆地大量吸收、儲存和釋放氫氣的金屬間化合物。
水合物儲存氫氣具有很多的優點：首先，儲氫和放氫過程完全互逆，儲氫材料為水，放氫後的剩餘產物也只有水，對環境沒有污染，而且水在自然界中大量存在並價格低廉；其次，形成和分解的溫度壓力條件相對較低、速度快、能耗少。粉末冰形成氫水合物只需要幾分鍾，塊狀冰形成氫水合物也只需要幾小時；而水合物分解時，因為氫氣以分子的形態包含在水合物孔穴中，所以只需要在常溫常壓下氫氣就可以從水合物中釋放出來，分解過程非常安全且能耗少。因此，研究採用水合物的方式來儲存氫氣是很有意義的，美國、日本、加拿大、韓國和歐洲已經開始了初步的實驗研究和理論分析工作。
『玖』 氫能源以後發展趨勢如何
氫是二次能源，不可能自己存在，必須用分離的方法。目前使用最多的方法就是電解水，此外，還有一些生物制備方法也可以作為產氫的方案。風能、潮汐能、核能和太陽能等都要先轉化成電能然後再通過電解的方法分解出氫。氫能的最大優勢就是可以儲存，而電能則無法儲存。同時，氫很輕,1立方米的液氫只有約70千克，但是能量密度很高。當今世界開發新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然氣、煤，均屬不可再生資源，地球上存量有限，而人類生存又時刻離不開能源，所以必須尋找新的能源。氫作為能源有許多優越性。水通過光分解可製得氫，水是取之不盡，用之不竭的原料，又十分低廉，地球的表面是水，儲量很大。氫燃料燃燒後又生成水，是一種燃燒無害、十分清潔的能源。氫在儲存、輸送上比電力損失小，而且氫燃燒熱值高1kg氫燃燒產生的熱量相當於3kg汽油和4.5 kg焦炭的發熱量。但是在實際的應用中。氫的存儲與運輸，以及利用太陽能分解水製取氫，一直是制約氫能發展的問題，時至今日，氫能的利用已有長足進步。自從1965年美國開始研製液氫發動機以來，相繼研製成功了各種類型的噴氣式和火箭式發動機。美國的太空梭已成功使用液氫做燃料。我國長征2號、3號也使用液氫做燃料。利用液氫代替柴油，用於鐵路機車或一般汽車的研製也十分活躍。氫汽車靠氫燃料、氫燃料電池運行也是溝通電力系統和氫能體系的重要手段。目前，世界各國正在研究如何能大量而廉價的生產氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向，在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣，關鍵在於找到一種合適的催化劑。如今世界上有50多個實驗室在進行研究，至今尚未有重大突破，但它蘊育著廣闊的前景
『拾』 氫能指得是什麼有什麼好處
氫能 【hydrogen energy】【】 通過氫氣和氧氣反應所產生的能量。氫能是氫的化學能，氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%。由於氫氣必須從水、化石燃料等含氫物質中製得，因此是二次能源。工業上生產氫的方式很多，常見的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉化制氫等。氫能具有以下主要優點：燃燒熱值高，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，氫氣可以由水製取，而水是地球上最為豐富的資源。目前，氫能技術在美國、日本、歐盟等國家和地區已進入系統實施階段。
煤炭石油等礦物燃料的廣泛使用，已對全球環境造成嚴重污染，甚至對人類自身的生存造成威
脅。同時礦物燃料的存量，是一個有限量，也會隨著過度開采而枯竭。因此，當前在設法降低現有常
規能源（如煤、石油等）造成污染環境的同時，清潔能源的開發與應用是大勢所趨。氫能是理想的清潔能源之一，已廣泛引起人們的重視。氫不僅是一種清潔能源而且也是一種優良的能源載體，具有可儲的特性。儲能是合理利用能量的一種方式。太陽能、風能分散間歇發電裝置及電網負荷的峰谷差或
有大量廉價電能能都可以轉化為氫能儲存，供需要時再使用，這種儲能方式分散靈活。氫能也具有可
輸的特性，如在一定條件下將電能轉化為氫能，輸氫較輸電有一定的優越性。科學家認為，氫能在二
十一世紀能源舞台上將成為一種舉足輕重的能源。
l、氫的產生途徑
1.1電解水制氫．
水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料制氫過程是氫與氧燃燒生成水的
逆過程，因此只要提供一定形式一定能量，則可使水分解。提供電能使水分解製得氫氣的效率一般在
75-85％，其工藝過程簡單，無污染，但消耗電量大，因此其應用受到一定的限制。利用電網峰谷差電解水制氫，作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富，利用水電發電，電解水制氫有其發展前景。太陽能取之不盡，其中利用光電制氫的方法即稱為太陽能氫能系統，國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉換能量效率的提高，成本的降低及使用壽命的延長，其用於制氫的前景不可估量。同時，太陽能、風能及海洋能等也可通過電製得氫氣並用氫作為中間載能體來調節，貯存轉化能量，使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電系統在低谷時富餘電能也可用於電解水制氫，達到儲能的目的。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計，但均為小型電解制氫設備，其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應用的逐步擴大，水電解制氫方法必將得到發展。
1．2礦物燃料制氫
以煤、石油及天然氣為原料製取氫氣是當今製取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝，並建有工業生產裝置。
（1）煤為原料製取氫氣
在我國能源結構中，在今後相當長一段時間內，煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及
減少對環境的污染是需不斷研究的課題，將煤炭轉化為氫是其途徑之一。
以煤為原料製取含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱高溫干餾），二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在90－1000℃製取焦碳副產品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組成中含氫氣55-60％（體積）甲烷23-27％、一氧化碳6-8％等。每噸煤可得煤氣300－350m3，可作為城市煤氣，
亦是製取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反應轉化成氣體產物。氣化
劑為水蒸汽或氧所（空氣），氣體產物中含有氫有等組份，其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠，均以煤為原料，氣化後製得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點的取得氫源方法。採用OGI固定床式氣化爐，可間歇操作生產製得水煤氣。該裝置投資小，操作容易，其氣體產物組成主要是氫及一氧化碳，其中氫氣可達60％以上，經轉化後可製得純氫。採用煤氣化制氫方法，其設備費占投資主要部分。煤地下氣化方法近數十年已為人們所重視。地下氣化技術具有煤
資源利用率高及減少或避免地表環境破壞等優點。中國礦業大學餘力等開發並完善了"長通道、大斷
面、兩階段地下煤氣化"生產水煤氣的新工藝，煤氣中氫氣含量達50％以上，在唐山劉庄已進行工業性試運轉，可日產水煤氣5萬m3，如再經轉化及變壓吸附法提純可製得廉價氫氣，該法在我國具有一定開發前景．我國對煤制氫技術的掌握已有良好的基礎，特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地，為今後提供氫源創造了條件。我國自行開發的地下煤氣化制水煤氣獲得廉價氫氣的工藝已取得
階段成果，具有開發前景，值得重視。
（2）以天然氣或輕質油為原料製取氫氣
該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應轉化製得氫氣。主要發生下述反應：
CH4＋H2O→CO＋H2
CO＋H2O→COZ＋HZ
CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）HZ
反應在800-820℃下進行。從上述反應可知，也有部分氫氣來自水蒸汽。用該法製得的氣體組
成中，氫氣含量可達74％（體積），其生產成本主要取決於原料價格，我國輕質油價格高，制氣成本貴，採用受到限制。大多數大型合成氨合成甲醇工廠均採用天然氣為原料，催化水蒸汽轉化制氫的工藝。我國在該領域進行了大量有成效的研究工作，並建有大批工業生產裝置。我國曾開發採用間歇式天然氣蒸汽轉化制氫工藝，製取小型合成氨廠的原料，這種方法不必用采高溫合金轉化爐，裝置投資成本低。以石油及天然氣為原料制氫的工藝已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用於製取化工原
料。
（3）以重油為原料部分氧化法製取氫氣
重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工後的燃料油，重油與水蒸汽及氧氣反應製得含氫
氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。該法生產的氫氣產物成本
中，原料費約佔三分之一，而重油價格較低，故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置，用於製取合成氫的原料。
1．3生物質制氫
生物質資源豐富，是重要的可再生能源。生物質可通過氣化和微生物制氫。
（1）生物質氣化制氫
將生物質原料如薪柴、麥秸、稻草等壓製成型，在氣化爐（或裂解爐）中進行氣化或裂解反應可製得含氫燃料。我國在生物質氣化技術領域的研究已取得一定成果，在國外，由於轉化技術的提高，生物質氣化已能大規模生產水煤氣，其氫氣含量大大提高。
（2）微生物制氫
微生物制氫技術亦受人們的關注。利用微生物在常溫常壓下進行酶催反應可製得氫氣。生物質
產氫主要有化能營養微生物產氫和光合微生物產氫兩種。屬於化能營養微生物的是各種發酵類型的
一些嚴格厭氧菌和兼性厭氧菌）發酵微生物放氫的原始基質是各種碳水化合物、蛋白質等。目前已有
利用碳水化合物發酵制氫的專利，並利用所產生的氫氣作為發電的能源。光合微生物如微型藻類和
光合作用細菌的產氫過程與光合作用相聯系，稱光合產氫。
1．4其它合氫物質制氫
國外曾研究從硫化氫中製取氫氣。我國有豐富的H25資源，如河北省趙蘭庄油氣田開採的天然氣中H多含量高達90％以上，其儲量達數千萬噸，是一種寶貴資源，從硫化氫中制氫有各種方法，我國在90年代開展了多方面的研究，各種研究結果將為今後充分合理利用寶貴資源，提供清潔能源及
化工原料奠定基礎。
1．5各種化工過程副產氫氣的回收
多種化工過程如電解食鹽制鹼工業、發酵制酒工藝、合成氨化肥工業、石油煉制工業等均有大量
副產氫氣，如能採取適當的措施進行氫氣的分離回收，每年可得到數億立方米的氫氣。這是一項不容
忽視的資源，應設法加以回收利用。目前化工廠副產氫氣的回收，可提供一種較為廉價的氫源，應予
以重視。
2、氫的解和運輸
氫在一般條件下是以氣態形式存在的，這就為貯存和運輸帶來了很大的困難。氫的貯存有三種
方法：高壓氣態貯存；低溫液氫貯存；金屬氫化物貯存。
2．l氣態貯存
氣態氫可貯存在地下庫里，也可裝人鋼瓶中，為減小貯存體積，必須先將氫氣壓縮，為此需消耗較多的壓縮功。一般一個充氣壓力為 20mp的高壓鋼瓶貯氫重量占只1.6％；供太空用的鈦瓶儲氫重量
也僅為5％。為提高貯氫量，目前正在研究一種微孔結構的儲氫裝置，它是一微型球床。微型球系薄
壁（1—10um），充滿微孔（l0－10um），氫氣貯存在微孔中，微型球可用塑料、玻璃、陶瓷或金屬製造。
2．2、低溫液氫貯存
將氫氣冷卻到-253℃，即可呈液態，然後，將其貯存在高真空的絕熱容器中，液氫貯存工藝首先
用於宇航中，其貯存成本較貴，安全技術也比較復雜．高度絕熱的貯氫容器是目前研究的重點，現在一種間壁間充滿中孔微珠的絕熱容器已經問世。這種二氧化硅的微珠導熱系數極小，其顆粒又非常細
可完全抑制顆粒間的對流換熱，將部分鍍鋁微珠（一般約為3％-5％）混入不鍍鋁的微珠中可有效地
切斷輻射傳熱。這種新型的熱絕緣容器不需抽真空，其絕熱效果遠優於普遍高真空的絕熱容器，是一
種理想的液氫貯存罐，美國宇航局已廣泛採用這種新型的貯氫容器。
2．3、金屬氫化物貯存
氫與氫化金屬之間可以進行可逆反應，當外界有熱量加給金屬氫化物時，它就分解為氫化金屬並
放出氫氣。反之氫和氫化金屬構成氫化物時，氫就以固態結合的形式儲於其中，用來貯氫的氫化金屬
大多為由多種元素組成的合金。目前世界上己研究成功多種貯氫合金，它們大致可以分為四類：一是
稀土鐦鎳等，每公斤鐦鎳合金可貯氫153L。二是鐵一鈦系，它是目前使用最多的貯氫材料，其貯氫量
大，是前者的4倍，且價格低，活性大，還可在常溫常壓下釋放氫，給使用帶來很大的方便。三是鎂系，這是吸氫量最大的金屬元素，但它需要在287℃下才能釋放氫，且吸收氫十分緩慢，因而使用上受限制。四是釩、鈮、鋯等多元素系，這類金屬本身屬稀貴金屬，因此進一步研究氫化金屬本身的化學物理性質，包括平衡壓力一溫度曲線、生成食轉化反應速度，化學及機械穩定性等，尋求更好的貯氫材料仍是氫開發利用中值得注意的問題。帶金屬氫化物的貯氫裝置既有固定式也有移動式，它們既可作為氫燃料和氫物料的供應來源，也可用於吸收廢熱，儲存太陽能，還可作氫泵或氫壓縮機使用。
2．4、氫氣的運輸
氫雖然有很好的可運輸性，但不論是氣態氫還是液氫，它們在使用過程中都存在在著不可忽視的
特殊問題，首先，由於氫特別輕，與其他燃料相比在運輸和使用過程中單位能量所佔的體積特別大，即使液態氫也是如此。其次，氫特別容易泄漏，以氫作燃料的汽車行駛試驗證明，即使是真空密封的氫燃料箱，每24h的泄漏率就達2％，而汽油一般一個月才泄漏1％，因此對貯氫容器和輸氫管道、接頭、閥門都要採取特殊的密封措施。第三，液氫的溫度極低，只要有一點滴掉在皮膚上就會發生嚴重的凍傷，因此在運輸和使用過程中應特別注意採取各種安全措施。
3、氫能利用
早在第二次世界大戰期間，氫即用作A—2火箭發動機的液體推進劑。1960年液氫首次用作航天動力燃料。1970年美國發射的"阿波羅"登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料。現在氫已是火箭領域的常用燃料了。對現代太空梭而言，減輕燃料自重，增加有效載何變得更為重要。氫的能量密度很高，是普遍汽油的3倍，這意味著燃料的自重可減輕2/3，這對太空梭無疑是極為有利的。今天的太空梭以氫作為發動機的推進劑，以純氧分為氧化劑，液氫就裝在外部推進劑桶內，每次發射需用 1450m3，重約100t。
現在科學家們正在研究一種"固態氫"的宇宙飛船。固態氫既作為飛船的結構材料，又作為飛船
的動力燃料。在飛行期間，飛船上所有的非重要零件都可以轉作能源而"消耗掉"。這樣飛船在宇宙
中就能飛行更長的時間。
氫是21世紀重要的能源載體。以氫為燃料的燃料電池，燃燒時氫與氧結合生成水，是一種潔凈的發電技術，順應了全球的環保大趨勢。
當前，世界著名的汽車廠商，為發展環保型汽車，加緊更新傳統的車用燃料，紛紛決定採用氫能，掀起了一場氫能汽車開發的熱潮。實驗證明，使用氫燃料電池的汽車排放的碳僅為常規內燃機的
30％，造成的大氣污染僅為內燃機的5％，美國汽車工業協會預測，到2002年，美國將生產約50萬-
100萬輛氫能汽車。
除汽車外，200年開始，美國、歐洲和日本將在飛機上推廣氫燃料。據歐洲空中客車飛機公司預
測，最遲將於2002年，歐洲生產的飛機可大規模採用液氫為燃料。由於液態氫的工作溫度為-253℃，因此必須改進目前的飛機燃料系統。德國戴姆勒一賓士航空公司和俄羅斯航空公司已從1996年開始進行試驗，證實在配備有雙發動機的噴氣機中使用液氫，其安全性有足夠的保證。另外，由於同等重量的氫和汽油相比，氫提供的能量是汽油的3倍，但即使液態氫也需要4倍於汽油的容積，從而飛機設計師們面臨的任務是將傳統的機翼設計成可以容納更多液氫的新型構造。
氫能的開發與應用研究在我國尚處於起步階段，但隨著技術進步，環境對清潔能源的要求不斷提
高，氫能利用是發展的必然趨勢，對氫源供應的要求必將日益增加。在發展過程中，應結合我國情況
積極開展擴大氫源、降低價格的研究，以便取得較好的經濟效益和社會效益。
4、結束語
不久的將來，"氫經濟社會"節省下石油、煤炭等化石燃料資源，基本廢除內燃機動力系統，實現無污染排放，緩解溫室效應，讓環境更潔凈、空氣更清新。同時，氫能的使用也會帶動可再生能源設備：電解水設備、燃料電池、儲氫器等一系列新興製造產業，全面推動經濟發展。而核聚變電站、太陽能電站、風力電站及潮汐電站的發展又可以與氫能技術進一步結合，把人類利用能源的水平提高到新的水平。
總之，氫能的研究與開發有廣寬的前景，隨著氫能應用領域的逐步成熟與擴大，必然推動制氫方
法研究與開發。適合我國國情的廉價的氫源供應又將會進一步促進氫能的應用，為改善環境造福人
民作出貢獻。