不同聚合物包覆MgH2调控水解制氢速率研究文献综述

 2021-11-04 21:01:19

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文 献 综 述

1.前言

随着石油和煤炭等化石燃料资源的日渐枯竭以及人们对全球变暖等环境问题的日益重视,对新的高效的清洁资源的开发和利用受到了研究者的广泛关注。众多清洁能源中,氢能源有着其无可取代的优势:(1)氢具有142 MJ kg-1的高能量密度,是一种有前途的能量载体[1]。(2)氢燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源,资源丰富,可持续发展。(3)氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围。(4)氢能利用形式多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或将氢转化为固体材料用于储存。氢能的实现和利用主要包括氢能的制取、储存、利用三个部分。制氢的过程是整个环节的基础,因而被广泛关注。

2. 制氢方式

为了能够大规模、大范围的生产氢气,廉价、高效、安全制氢的工艺显得格外重要。目前已在投入使用的制氢的方式也是多种多样。常用且较为成熟的主要有一下几种:

2.1 电解水制氢

水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一,是一种较为方便的制取氢气的方法:在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。电解水制氢的效率一般在75~85 %,其工艺过程简单,无污染,但消耗电量大,因此其应用受到一定的限制。

2.2 矿物燃料制氢

以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气最主要的方法。制得氢气主要作为化工原料,如生产合成氨、合成甲醇等。用矿物燃料制氢的方法包括含氢气体的制造、气体中CO组份变换反应及氢气提纯等步骤。其中以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种:一是煤的焦化(或称高温干馏),二是煤的气化。煤的焦化可作为城市煤气,亦是制取氢气的原料。而气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料。然后以矿物燃料制取的氢气纯度较低杂质较多,需要后期的提纯工作且一般只能作为工业原料使用。

2.3 生物质制氢

生物质资源丰富,是重要的可再生能源。生物质可通过气化和微生物制氢。生物质气化制氢是将生物质原料如薪柴、锯未、麦秸、稻草等压制成型,在气化炉(或裂解炉)中进行气化或裂解反应可制得含氢燃料气。可作为农村燃料,是具有潜在应用前景的一种方法。但氢含量仍较低,且是总体上,微生物制氢技术尚未完全成熟,在大规模应用之前尚需深入研究。

2.4 光解水制氢

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