氢气是一种很好的二次能源,和其他物质以及其他能源相比具有很多特性,根据这些特性可以去有效应用氢能源。表1-11给出了氢气作为能源资源时的各种特性。
表1-11 氢气作为能源资源的特性
氢能源应用领域和体系如图1-41所示,由动力及原料、生产和存储、运输,最后到达用户。表1-12给出了氢能在化工、冶金、电子、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天、交通运输、家庭民用、供热、供电等方面的一些应用。其中用量最大的是合成氨,世界上大约60%的氢是用在合成氨上,我国的比例更高,约占总消耗量的80%以上。图1-42是西欧氢气在各领域的应用比例。
表1-12 氢在一些领域中的应用
图1-41 氢能源应用领域和体系
氢能源机动车辆是当前氢能源开发的重点,如在在小汽车、卡车、公共汽车、出租车、摩托车和商业船上的应用已经成为焦点。在这些领域,氢主要有两种转化成应用的方式,既可以以燃烧的形式在发动机中使用,也可以以化学作用的形式在燃料电池(Fuel Cell)中使用。表1-13列出了一些氢的转化与应用情况。(www.daowen.com)
图1-42 西欧氢气市场构成情况[34]
表1-13 氢的转化与应用情况
目前氢能源社会转移的驱动力最主要的是PEM型(固体高分子)的燃料电池汽车以及固定型的家用或业务用的燃料电池。燃料电池小的可以是家庭用固体高分子型燃料电池(PEFC),大的可以是用于大型发电站的固体氧化物燃料电池(SOFC),为了打开市场,现在各公司已经开始大量投资开发各种相关技术。氢燃料电池技术,一直被认为是利用氢能,解决未来人类能源危机的终极方案。
图1-43给出了一个未来氢能源社会的概念图。
图1-43 设想的氢能源社会
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