精选反应过程为:2H2O==2H2+O氢能源的开发和利用报告能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。随着社会经济的发展,人们对能源的需求越来越高。然而在能源开发及利用的研究中,人们发现有的能源与一般传统的矿物能源不同,如太阳能、风能、潮汐熊等再生性能源。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高、清洁的绿色能源及能源载体,被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的主要桥梁。作为能源,氢能具有无可比拟的潜在开发价值。氢是自然界最普遍存在的元素,它主要以化合物的形态储存于水中,而水是地球上最广泛的物质;除核燃料外,氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高;氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快;氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。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,或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出 10 倍,在能源工业中氢是极好的传热载体。所以,研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点。1 氢能制备方法1.1 矿物燃料制氢在传统的制氢工业中,矿物燃料制氢是采用最多的方法,并已有成熟的技术及工业装置。其方法主要有重油部分氧化重整制氢,天然气水蒸气重整制氢和煤气化制氢。用蒸汽和天然气作原料的制氢化学反应为:CH4+2H2O==CO2+4H2。用蒸汽和煤作原料来制取氢气的基本虽然目前 90%以上的制氢都是以天然气和煤为原料。但天然气和煤储量有限,且制氢过程会对环境造成污染,按照科学发展观的要求,显然在未来的制氢技术中该方法不是最佳的选择。1.2 电解水制氢电解水制氢工业历史较长,这种方法是基于如下的氢氧可逆反应:目前常用的电解槽一般采用压滤式复极结构,或箱式单级结构,每对电解槽压在 1.8〜2.0V 之间,制取 1m3H2的能耗在 4.0〜4.5kwh。箱式结构的优点是装置简单,易于维修,投资少,缺点是占地面积大,时空产率低;压滤式结构较为复杂,优点是紧凑、占地面积小、时空产率高,缺点是难维修、投资大。随着科学技术的发展,出现了固体聚合物电解质(SPE)电解槽。SPE 槽材料易得,适合大批量生产,而且使用相同数量的阴阳极进行 H2、O2的分离,其效率比常规碱式电解槽要高,另外,SPE 槽液相流量是常规碱...