现代化学讲座论文

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1、现代化学讲座论文走近氢能源院系:化学与环境科学学院班级：化学102姓名：郑建祖学号:20100701050254走近氢能源学院：化学与环境科学学院班级：化学102姓名：郑建祖学号：20100701050254摘要：氢能在二十一世纪有望成为世界能源舞台上举足轻重的二次能源。本文重点介绍氢能的特点、氮能的开发技术关键、氮能的应用领域、今后氮能的发展方向等。关键词：氢能制氢技术储氢材料能源、材料和信息是近代社会得以繁荣和发展的三大支柱。煤、石油、天然气是当今重要的三大化石燃料，由于它们具有不可再生性，因此随着它们耗最的口益增加，其储最将口益减少，而且终有一

2、天这些资源将要枯竭，因此，目前世界各国都在大力探索一些不依赖化石燃料的、储量丰富的新的能源，如太阳能，潮汐能、地热、氮燃料和核能等等。其中氮能不仅貝有不依赖化石燃料、储量丰富的特点，而且氢能的研究述迎合了工业化国家日趋严格的环保政策，因1何各国对氢能的研究变的日益活跃起来。氢能也被认为是最有发展前途的新型能源。为充分了解氢能源，本文从氢能的特点、氢能的开发技术关键、氢能的应用领域、今后盘能的发展方向四个方面进行了研究，分别作以介绍，以增进人们对新能源氢的系统认识，为接受并使用新能源打卞基础C2]o1.氮能的特点氢位于元素周期表Z首，它的原子序数为1,

3、在常温常压下为气态，在超低温高压下又町成为液态。作为能源⑴，氢有以下特点：1.1所有元素中,氢重量最轻。在标准状态下,它的密度为0.0899g/l;在-252.7°C时,可成为液体,若将压力增大到数百个人气压，液氢就可变为固态氢。1.2所有气体中，氮气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。1.3氢是自然界存在最普遍的元素，据佔计它构成了宇宙质量的75%,存储量大。除空气中含冇氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水屮，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水屮的蛍全部提取出來，它所产生的总热量比地球上所有化

4、石燃料放出的热量还人9000倍。1.4氮的发热值高，除核燃料外氮的发热值是所有化石燃料、化工燃料和牛物燃料中最简的，为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。1.5氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时冇广泛的町燃范围，3%—97%范围内均町燃。而R燃点高,燃烧速度快。1.6氢木身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对坏境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境。1.7氢循环使用性好，燃烧反应生成的水可用来制备氢，循环使用。1.8氢能利用形式多，既可以

5、通过燃烧产住热能，在热力发动机中产生机械功，乂可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现冇的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即对使用。1.9氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。1.氢能开发与利用2」氢能开发的关键山以上特点可以看出氮是一种理想的新型能源。目询，虽然液氢己广泛用作航天动力的燃料，但氮能人规模的商业应用述而临着两人亟待解决的关键问题：2.1.1廉价的制氢技术。因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而冃.冃前制氢效率很低，因此人规模

6、的廉价的制氢技术是氢能开发的关键问题之一。2.1.2安全可靠的贮氢和输氢方法。由于氢的扩散能力强、易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氮能的贮存和运输问题也是开发氮能的关键问题。2.2氢能开发与利用的现状221氢能的开发盘能否被广泛使用，制氢丁艺是基础。因为水分子中氢和氧的结合非常牢固，要把它们分开，需花费很人的力气。比方说，必须加热到摄氏二、三千摄氏度的高温，才能把水分解成氢气和氧气。这样不仅要消耗很多的能量，而且还要有相应的耐高温、耐高压设备。为了避开这个难点，目询实际上主要述是利用天然气、煤炭和石油产品作原料来制取氢气。（1）矿物燃料制氢是利丿

7、IJ化学方法将矿物屮的氢元索提取出來的方法。煤的焦化，即将煤通过高温干憎生产焦炭，同时得到一种气体产品——炼焦煤气，从炼焦煤气可以制得氢气。这是一种古老的牛产氢的方法，而且氢只是一种副产品。水煤气转化。水蒸气通过炽热的煤层制得水煤气，然后把水煤气跟水蒸气混合，以氧化恢等为催化剂，在50（）〜55（）°C使水煤气中的一氧化碳转化为二氧化碳，再把混合气体加压、水洗使二氧化碳溶于水，即分离出蛍气，从天然气、炼厂气（石汕炼制厂的副产气体）、汕［□气等气体燃料屮制取红气。把碳氢化合物，如甲烷（存在于天然气、炼厂气中）高温裂解，可制得炭黑和氢气，在線催化剂存在下

8、，把一些碳氮化合物，如甲烷跟水蒸气在800〜900°C时起反应，制得氮气和一氧化碳的混合气体，再把一氧化碳转