理论教育 氢能产业发展及应用展望

氢能产业发展及应用展望

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:针对铝水反应制氢的研究技术,目前国内外已有一些相关的设计和发明,然而,到目前为止,还没有相关商业上应用的报道。该发生器是由铝粉加料斗、水箱、反应室等组成。图10-7 基于铝水反应的便携式氢气发生器铝水反应制氢是一种具有独特优势的供氢方式,可以为PEMFC提供可靠的氢源,尤其适用于小型应用和军事应用。然而铝表面致密的氧化层阻止了铝水的接触反应产生氢气。然而,碱的强腐蚀性一定程度上限制了铝水反应制氢的应用。

氢能产业发展及应用展望

针对铝水反应制氢的研究技术,目前国内外已有一些相关的设计和发明,然而,到目前为止,还没有相关商业上应用的报道。

以Anderson等发明的便携式氢气发生器为例,可以说明铝水反应装置大致结构,如图10-7所示。该发生器是由铝粉加料斗、水箱、反应室等组成。反应开始前,在反应器中盛有一定量的碱溶液,然后根据铝粉与水的消耗量,控制铝粉与水的进料量,从而控制氢气的产生速率。装置结构简单,可以连续供料,实现按需供氢,并且反应仅只消耗铝粉与水,相对安全,清洗方便,因而使用性大大增强。

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图10-7 基于铝水反应的便携式氢气发生器(www.daowen.com)

铝水反应制氢是一种具有独特优势的供氢方式,可以为PEMFC提供可靠的氢源,尤其适用于小型应用和军事应用。然而铝表面致密的氧化层阻止了铝水的接触反应产生氢气。在目前的一些除去钝化层的方法中,如加碱法、熔融法、合金法等,加入一定浓度的碱溶液是一种快速、比较行之有效的方法。然而,碱的强腐蚀性一定程度上限制了铝水反应制氢的应用。因此,寻找一种更安全、更有效地除去氧化铝的方法仍是当前研究的方向之一。

另外,在制氢系统的研发方面,美国能源部(DOE)的研究表明,储氢器的能量密度必须满足两方面的条件,即储氢质量密度达到6.5%,体积储氢密度达到62kg/m3才具有实用价值。因此,铝水制氢系统的主要发展方向仍然是提高制氢装置的空间利用率,从而提高系统储氢密度。除此之外,增强供氢系统的实用性,如即时制氢、按需供氢、结构简单、安全等也是另外一个重要的研究方向。

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