氫能技術(shù)

前言

氫是由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子構(gòu)成的最簡(jiǎn)單的元素。兩個(gè)氫原子結(jié)合到一起就形成了氫分子，氫作為21世紀(jì)人類可持續(xù)發(fā)展的能源被廣泛關(guān)注。氫能的概念已經(jīng)不是新鮮事物，在20世紀(jì)70年代，作為電力的長(zhǎng)距離輸送手段及核燃料利用的介質(zhì)，在日本與歐美等國得到了積極開發(fā)。1982年，氫能協(xié)會(huì)（當(dāng)時(shí)叫氫能系統(tǒng)研究會(huì)）以技術(shù)總括的形式出版了和本書同名的書籍。當(dāng)時(shí)正值石油危機(jī)之后不久，書中強(qiáng)調(diào)了必須要尋找石油資源的替代能源?，F(xiàn)在的能源問題既受資源制約，同時(shí)還受地球溫暖化等環(huán)境問題的制約。世界人口在不斷增加，將來要滿足人們的物質(zhì)文化生活需要、維持世界的可持續(xù)發(fā)展，就不得不依賴氫能。能源不僅要干凈清潔，還要便于使用，輸送和儲(chǔ)藏也非常重要。自然界中不存在天然的氫氣，它需要從水或碳?xì)浠衔锏绕渌镔|(zhì)中制造出來。關(guān)于氫能技術(shù)，現(xiàn)在和20世紀(jì)70年代相比已經(jīng)有了顯著進(jìn)步?，F(xiàn)在氫燃料電池汽車在大街小巷里穿梭，這在過去是不敢想象的。不過，要想達(dá)到普及還存在許多課題。而這些課題有望不斷被攻克，人類會(huì)盡早迎來氫能社會(huì)。本書由氫能協(xié)會(huì)的各位同仁策劃執(zhí)筆。本書的出版如果能使讀者加深對(duì)氫能的理解或者對(duì)氫能的技術(shù)發(fā)展有所幫助，將是我們最大的欣慰。

內(nèi)容概要

本書是“新能源技術(shù)”叢書之一。主要介紹氫能的基礎(chǔ)知識(shí)以及氫能的制取、氫的儲(chǔ)存及運(yùn)輸、氫的利用、加氫站及氫氣的安全保障技術(shù)等，內(nèi)容廣泛、豐富和充實(shí)，并備有大量的實(shí)物照片。此外，本書還介紹了美國、日本及歐洲關(guān)于氫能的研究及實(shí)施計(jì)劃等。    本書可供從事氫能技術(shù)及燃料電池研究、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理等工作的專業(yè)人員、技術(shù)管理員使用，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生、教師的參考用書。

作者簡(jiǎn)介

作者：(日本)氫能協(xié)會(huì)

書籍目錄

1 什么是氫能  1.1 氫的基本性質(zhì)    1.1.1 氫能的定義    1.1.2 氫元素    1.1.3 氫的基礎(chǔ)物性  1.2 作為能量載體的氫  1.3 利用氫能的意義    1.3.1 對(duì)氫能導(dǎo)入的期待    1.3.2 氫能社會(huì)的中間情景    1.3.3 氫在各種地球溫暖化對(duì)策中的意義    1.3.4 以氫為中間載體的中低溫?zé)崮艿母咂焚|(zhì)再利用    1.4 地球上物質(zhì)循環(huán)中氫能的定位  1.5 氫能技術(shù)的開發(fā)歷史  1.6 能源資源與氫    1.6.1 今后的能源需求將增加    1.6.2 有關(guān)化石能源有限性的討論    1.6.3 地球溫暖化的應(yīng)對(duì)    1.6.4 利用氫能來解決的可能性  引用·參考文獻(xiàn)2 氫的制取  2.1 燃料的改質(zhì)    2.1.1 水蒸氣改質(zhì)反應(yīng)    2.1.2 部分氧化反應(yīng)    2.1.3 自熱改質(zhì)反應(yīng)    2.1.4 C0變質(zhì)反應(yīng)    2.1.5 脫  硫    2.1.6 改質(zhì)技術(shù)的開發(fā)動(dòng)向    2.1.7 煤的改質(zhì)  2.2 水的分解    2.2.1 水的電解    2.2.2 水的熱化學(xué)分解法（熱化學(xué)制氫法）    2.2.3 水的光解  2.3 副產(chǎn)氫氣的利用    2.3.1 食鹽電解行業(yè)的副產(chǎn)氫氣    2.3.2 鋼鐵行業(yè)的副產(chǎn)氫氣    2.3.3 利用已有制氫設(shè)備制氫    2.3.4 副產(chǎn)氫氣與能源體系  2.4 生物質(zhì)的利用    2.4.1 熱化學(xué)氣化法    2.4.2 生物制氫法  2.5 氫的純化    2.5.1 吸收法    2.5.2 低溫分離法    2.5.3 利用吸附劑的氫的純化（PSA）    2.5.4 利用膜分離的氫的純化    2.5.5 膜反應(yīng)器研究的進(jìn)展  引用·參考文獻(xiàn)3 氫的儲(chǔ)存及輸送  3.1 氫的物性及氫的輸送與儲(chǔ)存技術(shù)  3.2 壓縮氣體氫的輸送與儲(chǔ)存技術(shù)    3.2.1 氫的壓縮因子    3.2.2 壓縮氣體容器的結(jié)構(gòu)    3.2.3 壓縮氣體容器的課題    3.2.4 壓縮氣體容器的用途開發(fā)  ……4 氫的利用5 加氫站6 氫氣的安全保障技術(shù)7 氫能系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案附錄

章節(jié)摘錄

插圖：1 什么是氫能1.3 利用氫能的意義1.3.1 對(duì)氫能導(dǎo)入的期待氫能導(dǎo)入的根本意義在于，作為綜合體系具有保護(hù)地球環(huán)境及脫化石燃料的作用，即存在實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的極大可能性。因此，氫能的導(dǎo)入不只是因?yàn)槿紵慌欧潘那鍧嵭?，必須用長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來看其實(shí)質(zhì)(質(zhì)和量)上能夠產(chǎn)生的效果。其實(shí)人們從幾十年前就開始對(duì)氫能導(dǎo)人展開了激烈的討論并提出了各種各樣的體系，但由于氫的制備費(fèi)用高這一經(jīng)濟(jì)性原因，這個(gè)問題逐漸被冷落下來。不過，從20世紀(jì)90年代開始，地球環(huán)境問題受到了極大的關(guān)注，隨著對(duì)環(huán)境成本的認(rèn)識(shí)的提高以及化石燃料價(jià)格的攀升，并且隨著有關(guān)氫技術(shù)的大幅進(jìn)步，人們對(duì)氫能導(dǎo)入的期待又急劇高漲起來。1.3.2 氫能社會(huì)的中間情景氫不是像石油、天然氣、煤那樣的一次能源，是要經(jīng)過某種加工(能量)才能得到的二次能源。因此，要想從實(shí)質(zhì)上保護(hù)地球環(huán)境和脫化石燃料，實(shí)現(xiàn)清潔的氫能社會(huì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，應(yīng)通過大量利用可再生的自然能源來制取氫（圖1.9）。但當(dāng)前自然能源的利用量與一次能源的利用總量相比可以說是微乎其微的，如果再考慮當(dāng)前氫能的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該說近期是無法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的。

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