氫能是“多彩”的。根據(jù)不同制取方式,氫能可分為綠氫、灰氫、藍氫、紫氫、金氫等。其中,灰氫來自煤炭制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫氣,屬于直接制氫,成本較低,但需要消耗煤、天然氣等化石能源,會產(chǎn)生大量二氧化碳。目前,灰氫產(chǎn)量約占全球氫氣產(chǎn)量的九成以上。藍氫則是在灰氫基礎上,將制備過程中排放的二氧化碳副產(chǎn)品捕獲、利用和封存。紫氫是利用核能進行大規(guī)模電解水制氫。近年來,地質(zhì)學家還發(fā)現(xiàn)了金氫,它由地下水與地下橄欖石(一種呈綠色的鎂鐵硅酸鹽)等礦物相互作用,使水被還原為氧氣和氫氣。在這一過程中,氧氣與礦物中的鐵結合,氫氣則逃逸到周圍的巖石中,并利用地下礦石的石化過程不斷再生氫氣。金氫因其地質(zhì)儲藏勘測和開采難度極大,目前尚未得到充分開發(fā)利用。變壓吸附,是一種新型分離技術。江蘇資質(zhì)變壓吸附提氫吸附劑
陰離子交換膜電解水技術(AEM):能夠生產(chǎn)低成本的氫氣,需突破關鍵材料技術限制。電解槽結構類似于PEM電解槽,主要由陰離子交換膜、過渡金屬催化電極極板、氣體擴散層和墊片等組成,常使用純水或低濃度堿溶液作為電解質(zhì)。陰離子交換膜可以傳導氫氧根離子,并阻隔氣體和電子直接在電極間傳遞。AEM電解水技術工作原理為,水從陽極過陰離子交換膜到陰極,接受電子產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,氫氧根離子穿過陰離子交換膜到陽極,釋放電子生成氧氣。氫氧根穿過陰離子交換膜回到陽極并放出電子產(chǎn)生氧氣,氧氣隨后通過氣體擴散層與電解液一起流出。AEM電解水技術使用廉價的非貴金屬催化劑和碳氫膜,具有成本低、電流密度較大等,并且可以與可再生能源耦合。目前AEM技術還處于研發(fā)階段,發(fā)展程度將取決于催化劑、聚合物膜、膜電極等關鍵材料技術的突破情況。 貴州哪些變壓吸附提氫吸附劑吸附劑的表面積和孔徑分布影響其對氫氣的吸附能力。
煤制氣裝置:煤制氫裝置的生產(chǎn)過程為通過將煤漿和純氫,經(jīng)氣化、凈化單元后生成純度達到、酸性氣。從目前已投產(chǎn)的煤氣化裝置運行情況來看,氣流床氣化技術的工業(yè)化發(fā)展速度快,其中以濕法進料氣化技術更為成熟。氫氣市場應用領域廣闊,應用于化工、冶金、電力、電子等行業(yè),用作保護氣體、還原氣體、原料氣體電池燃料。其次,氫的熱值高,反應速度快,獲得途徑多,儲存形式多樣。由于其經(jīng)濟性、機動性、環(huán)境友好性,因此擴大氫生產(chǎn)資源、開發(fā)新的制氫工藝以及改進現(xiàn)有制氫工藝,受到人們的普遍關注。制氫的原料包括:煤炭、水、烴類、氨氣、硫化氫、有機廢水、醇類。煤炭制氫成本低且可大規(guī)模制氫,但制氫工藝流程較長,操作環(huán)境差。以水為原料制氫方法包括:太陽能高溫電解水工藝、核熱高溫電解水工藝、電流循環(huán)制氫工藝、光催化分解水技術。分解硫化氫、氨氣制氫方法主要包括:高溫熱解法、光催化法和等離子化學離解法。
氫氣泄漏不僅直接威脅到人體的安全,如可能導致皮膚高溫灼傷,而且還可能產(chǎn)生大量的紫外線和次生火災產(chǎn)生有害物質(zhì),對人體構成潛在危害。此外,高濃度的氫氣可能導致缺氧,從而對人的生命安全構成威脅。因此,我們必須采取嚴格的措施來確保制氫站的安全運行,并在發(fā)生泄漏時迅速地響應,以比較大限度地減少對人員的危害。在制氫站中,氫氣既是重要的生產(chǎn)要素,又潛藏著嚴重的安全。作為一種易燃易爆的氣體,氫氣的泄漏可能會引發(fā)嚴重的火災。因此,識別可能的氫氣泄漏點在制氫站的安全運行至關重要。這些可能的泄漏點主要包括電解槽、氣體冷卻器、壓縮機、儲罐區(qū)、充裝口/卸料口、管道系統(tǒng)、安全閥/泄壓閥等。為了防范這些潛在的因素,因此在這些位置需要安裝氫氣傳感器,持續(xù)監(jiān)測這些區(qū)域的氣體濃度。人類從未停止對低能耗、低成本氫能制取技術的探索。
電解水制氫是理想的綠氫制取技術,其中堿性電解水制氫技術發(fā)展**為成熟。相較于其他制氫方式,電解水制氫具有綠色環(huán)保、生產(chǎn)靈活、產(chǎn)氫純度高等特點,是一種理想的綠氫制取技術。不同電解水制氫技術特性]堿性電解水制氫技術(ALK)是早商業(yè)化的電解水技術之一。它使用氫氧化鉀溶液作為電解質(zhì),并采用多孔膜作為隔膜,以及非貴金屬鎳基催化劑。這種技術的比較大優(yōu)勢在于其技術成熟度高和成本較低,已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)。然而,堿性電解水技術也存在一些局限性,如工作電流密度較小、設備體積較大、維護成本較高等。特別是其功率調(diào)節(jié)速度慢、調(diào)節(jié)范圍較窄,這限制了它與風電、光伏等波動性電源的匹配能力。.變壓吸附提氫技術的應用范圍正在不斷擴大。山東加工變壓吸附提氫吸附劑
吸附劑可以通過變壓控制吸附和解吸氫氣。江蘇資質(zhì)變壓吸附提氫吸附劑
抽水蓄能、壓縮空氣儲能(包括液化空氣儲能)以及氫儲能是具備大規(guī)模儲能能力的儲能技術。抽水蓄能電站受到地理條件的限制較為苛刻,并且我國可再生能源資源集中的地區(qū)往往其水資源也比較有限,無法滿足抽水蓄能電站的建設需求,因此,我國抽水蓄能的發(fā)展?jié)摿⒉粩鄿p小。壓縮空氣儲能與氫儲能的儲能容量大、壽命長,隨著其技術的進步和完善,具有強大的發(fā)展?jié)摿Α,F(xiàn)階段,壓縮空氣儲能的技術較為成熟,我國壓縮空氣儲能的示范項目也正在不斷布局。氫儲能,尤其氫液化工藝與壓縮空氣儲能(包括液化空氣儲能)工藝具有較好的耦合性,耦合工藝可以進行能量的梯次利用以提高聯(lián)合工藝的整體能效,如圖所示。此外,這兩類儲能技術具有相同的關鍵設備。 江蘇資質(zhì)變壓吸附提氫吸附劑