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新能源合成氢(氢气是怎么合成的)

1. 实验室制法:

1) 化学法:

实验室快速制取少量氢气可用无机酸与锌或其他活泼金属如锡、铁等反应。用金属锌与酸作用,由于试剂不纯会使氢气含有SO2、H2S、CO2、PH3和AsH3等杂质,因而需经过纯化才能得到纯净的氢气。

2) 电解法: 高纯度的氢气是用电解法制备的,用电解水的方法制氢气,常用的是电解稀H2SO4溶液或稀NaOH溶液,但此法生产的氢气过于昂贵。在电解饱和NaCl水溶液制备NaOH的工业生产中,H2是副产品。

阴极: 2H2O + 2e-= H2↑ + 2OH-

阳极: 4OH- =O2↑ + 2H2O + 4e-2. 工业制备: (a) 用碳来还原水蒸气制取氧气,即:H2O(g) + C(s)=H2(g) + CO(g) 水煤气可以用做工业燃料,此时H2与CO不必分离,为了制备H2,必须分离CO。具体分离方法是:

用氧化铁Fe2O3为催化剂,将水煤气与水蒸气一起通过红热的Fe2O3,CO就会转变成CO2,然后在2×106Pa下用水洗涤CO2和H2的混合气体,使CO2溶于水而分离出H2。 CO + H2 + H2O =CO2 + 2H2↑ 用煤来制取氢的方法,成本过于昂贵。

(b) 在美国和其他天然气丰富的国家里,采用烃类裂解的方法制取氢。CH4=C + 2H2↑ 其他烃类,如石脑油和柴油也可以用作制氢原料。

(c) 水蒸气转换法制取氢得到水煤气,但必须分离出CO,方法繁琐,不如用烃类直接裂解的方法。CH4(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) (d) 在石油化学工业中,由烷烃制取烯烃反应的副产物即氢气。可直接用于合成氨或石油的精细加工等生产中。

C2H6 CH2=CH2 + H2↑

(e) 盐型氢化物与水反应也可以制取氢气:

CaH2 + 2H2O =Ca(OH)2 + 2H2↑

NaH + H2O =NaOH + H2↑

(f) 也可以利用硅的两性性质,令其与碱反应制备氢气:

Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2↑

Si + Ca(OH)2 + 2NaOH= Na2SiO2 + CaO + 2H2↑ </TABLE>

来源:经济日报

7月29日,由中国电力企业联合会指导、协鑫(集团)控股有限公司(下称协鑫集团)主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示,能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3,实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径:化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前,G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势, 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷,未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。

根据中国氢能联盟预测,到2030年,我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右,在终端能源消费中占比约5%;到2060年,我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约20%。

中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示,通过新能源与氢能的耦合,可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行,解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题,帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来,“十四五”时期,将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期,也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。

随着减碳行动的开展和各项政策的加持,氢能发展势不可挡。据不完全统计,迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署,有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。

氢从何处来?在碳达峰、碳中和目标下,回答好这一问题尤为重要。

根据不同的制取方式和碳排放量,氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中,62%为煤制氢,19%天然气制氢,仅有1%的可再生能源制氢,氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调,氢能产业要实现高质量、可持续发展,其核心准则是从源头做到可持续,将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能,有利于储能和传输,具有零排放、零污染和可持续优势。

高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来,我国氢能产业急需模式创新,依托海外优质天然气资源,转化为氢气具有成本竞争力,国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展,用氢也应避免长距离陆运。他认为,未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主,海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。

会议现场,协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划,协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言,蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。

协鑫集团董事长朱共山表示,从空间结构上讲,在东部、南部等负荷中心发展蓝氢,在中西部地区等新能源大基地发展绿氢,一蓝一绿,协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴,完全市场化的零碳 科技 先锋企业,做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”