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目前已知可以制氢的技术有哪些?

作者:admin 发布日期: 2021-08-06 二维码分享

近期小编在思考一个问题:“目前已知可以制氢的技术有哪些?”于是小编去查了下资料,得到以下结论,大家一起来跟着小编学习吧!

目前成熟的制氢技术路线主要有:一是以煤和天然气为代表的一次能源重整制氢;二是工业副产品制氢,一般包括氯碱工业和焦炉煤气;三是水电解制氢。此外,还包括生物质制氢技术和太阳能光催化技术。

制氢

一、 化石能源重整制氢

根据2019年氢气未来报告,..7000万吨氢气中,76%来自天然气,约23%来自煤炭。天然气重组的氢气主要包括:蒸汽重组(以水为氧化剂和氢源)、部分氧化(空气中的氧为氧化剂)或两者组合称为自热重组(ATR),其中蒸汽重组技术.为成熟,是国外主流的氢气生产技术,天然气氢生产成本受各种技术和经济因素的影响,其中天然气价格和资本支出.为重要。

天然气成本在所有地区氢气生产成本中所占份额.大,约占生产成本的45%-75%。一些富含氢气的地区,如中东、俄罗斯联邦和北美,天然气价格低,使得生产氢气的成本更低。日本、韩国、中国和印度等天然气进口国面临更高的天然气进口价格,导致氢气生产成本上升。为了减少天然气生产的二氧化碳排放,通常需要增加二氧化碳捕获和储存技术(CCUS),这将使资本支出增加约50%。当美国没有CCUS时,天然气氢的生产成本为1.0美元/KgH2, 加CCUS时,天然气氢的生产成本是1.5美元/千克H2,中国由于缺乏石油气,使用天然气的氢气生产成本较高,目前,当中国没有CCUS时,天然气氢的生产成本是1.8美元/kgH2,加CCUS时,天然气氢的生产成本是2.4美元/千克H2。对于天然气氢气生产来说,天然气出口商有很大的优势。

煤炭氢气生产是我国和部分产煤地区的主要氢气来源,主要用于煤气化,主要用于氨气生产。..约有130家煤气化工厂在运营,其中80%以上在中国。煤基氢的二氧化碳排放量约为19吨₂/吨H₂,是天然气的两倍。同样,通过添加CCUS,二氧化碳排放量可以大大减少,中国不增加CCUS煤氢生产成本约1.1美元/KgH2,加上CCUS煤氢生产成本1.5美元/KgH2。目前化石燃料的氢气生产成本较低,但受到化石燃料分布和化石燃料价格波动的极大影响。

二、工业副产物制氢

工业副产氢主要内容分布在钢铁、化工等行业,将工业尾气进行收集提纯利用以及其中的氢气,能提高回收资源开发利用工作效率,还可以降低空气大气环境污染。我国经济作为一个..焦炭生产发展大国,在焦炭生产中产生大量的焦炉煤气,这些尾气中含有55%左右的氢气,可以同时通过变压吸附的方式方法制取高纯氢气 ,同样氯碱工业中、合成氨工业、甲醇弛放等均产生学习大量的尾气,这些尾气中含有大量的氢气,均可以选择通过提纯的方式能够得到高纯度的氢气,目前我们国内研究工业尾气制氢成本约在1.6美元/KgH2,工业副产氢能为就近地区社会提供相对较低导致成本的氢气,可以为分布式能源管理系统设计提供氢能源。

三、 电解水制氢

根据电解槽技术的不同,电解水制氢可分为碱性电解、质子交换膜电解和固体氧化物水电解。碱性电解技术.为成熟,避免了贵金属的引进,因此生产成本较低。自20世纪20年代以来,碱性电解已用于化肥和氯工业的氢生产。通用电气公司在20世纪60年代..引入质子交换膜,将纯水作为电解质溶液,以避免碱性电解质的回收和再循环。从零负载到设计容量的160% 。但需要价格昂贵的电极催化剂(铂、铱)和膜材料,其使用寿命比碱性电池短。目前,质子交换膜电池的总成本高于碱性电池,应用范围狭窄。高温水电解制氢技术目前还处于研究和开发阶段。

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