燃料電池與制氫

燃料電池與制氫2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)1第1頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)2

1.1氫氣的發(fā)現(xiàn)AntoineLavoisier燃燒Hydro----Watergenes-generator1783年命名HenryCavendish英國倫敦1766年發(fā)現(xiàn)易燃氣體

Hydrogen第2頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)31.2氫能源----二次能源

氫能具有能夠解決化石燃料燃燒所帶來的的許多環(huán)境問題的潛力，氫能的研究既具挑戰(zhàn)，也是一個重要的機遇。近年來，有關(guān)氫能的研究和調(diào)查也日益增加，美國能源部門已經(jīng)大力提倡研究和調(diào)查有關(guān)氫能源的發(fā)展。第3頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)41.3氫能源系統(tǒng)氫能源系統(tǒng)的發(fā)展主要研究：氫氣來源、氫氣生產(chǎn)、氫氣分離、氫氣貯存、氫氣利用與燃料電池、氫氣傳感器與安全方面以及基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)和科學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。氫氣的制造成為系統(tǒng)中一個重要環(huán)節(jié)第4頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)51.4燃料電池五種主要燃料電池堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）在這五種燃料電池中SOFC和PEMFC是最有發(fā)展?jié)摿Φ娜剂想姵亍５?頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)6二、制氫途徑的選擇

2.1制氫途徑氫氣能夠產(chǎn)生于：煤的氣化或碳化天然氣或丙烷氣的蒸汽重組、部分氧化、自熱重組或原生質(zhì)重組石油成分循環(huán)脫氫與芳構(gòu)化、氧化蒸汽轉(zhuǎn)變或熱解生物質(zhì)的氣化、蒸汽重組或生物轉(zhuǎn)化水的電分析、光催化轉(zhuǎn)化或化學(xué)催化轉(zhuǎn)化。第6頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)7第7頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)82.2化合物產(chǎn)氫有機化合物（主要）天然氣或煤中合成的甲醇通過谷物或生物質(zhì)生物發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇一些糖類或碳水化合物含氫無機化合物(特別的)氨氣和硫化氫第8頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)92.3氫氣的分離一、控制壓力除去CO2二、使用薄膜分離氣體氣體擴散膜離子導(dǎo)電膜催化膜第9頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)10三、燃料電池與制氫途徑

3.1制氫老工藝：煤或天然氣的氣化重整新方法：富CO氣化制氫硫化物催化劑水氣轉(zhuǎn)移法制氫LT—WGS方法從氣體混合物中分離CO2第10頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)113.2燃料電池影響制氫燃料電池能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，它比傳統(tǒng)的燃燒或熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)更加有效，也是有效、清潔、可持續(xù)發(fā)展的重要新方式。最原始的燃料電池裝置是英國科學(xué)家SirWilliamGrove在1839年發(fā)明的，這一裝置被認為是21世紀(jì)最有前景的能源轉(zhuǎn)換裝置。第11頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)12工業(yè)上，傳統(tǒng)的方法是使用煤來制造氫氣，這種方法制造的H2已經(jīng)不適用于燃料電池了，需要制造更優(yōu)異的制氫途徑。采用質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池也需要制造出低硫含量、高純度的H2，因此需要采用更具有潛力的氫氣制造新方法。第12頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)13高溫和低溫下氣相、液相、固相燃料電池的燃料處理第13頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)14電池板上氣相或液相碳氫燃料與乙醇燃料低溫下產(chǎn)氫過程第14頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)15PEMFC燃料處理與氫能利用第15頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/25應(yīng)用電化學(xué)161、在氫能源發(fā)展中制氫是一個非常重要的話題，我們需要牢記氫氣是能量載體而并非能源。2、氫的來源3、相對有競爭力的產(chǎn)氫途徑依賴于生產(chǎn)規(guī)模、H2純度要求和能