浅谈氢能源技术优势及发展

潘尘

浙江浙能航天氢能技术有限公司 浙江杭州 310000

摘 要：自从世界经济和科学技术的快速发展，能源的消耗也愈发严重，现在国际能源局势不但很紧张，各国的环境污染也成了一个不容小觑的问题。我国针对这样的情况提出了科学发展观，倡导节能减排，可持续发展。不过节流固然重要，当然解决不了最根本的问题，因此开源是我们现在必须要着重考虑的。在目前开发出的能源当中，氢能源是一种比较环保，又可再生的能源。相较于传统的石油天然气等不可再生能源来说，氢能源有着自己独特的优势。氢能源的开发颇具价值，但因为开发和储存的技术目前还不成熟，因此想要推广氢能源技术，还有一段很长的路要走。本文简单的介绍了一下氢能源，接着分析了目前全球氢能源开发使用现状，并从技术发展角度探讨了一下氢能的未来发展趋势。

关键词：氢能源；技术优势；发展

氢能源是一种非常环保的能源，不同于煤、石油、天然气这种不可再生能源，新能源一经燃烧会生成水，而不会产生其他污染物质。而且氢能源的能量密度很高，质量很轻，获取渠道还非常广泛，优势加起来非常多。目前氢能源主要开发用于氢燃料汽车电池，还没有广泛应用于人们日常生活的方方面面。想要让这种环保新能源覆盖到我们生活的各方面，替代传统的不可再生能源，必须要让氢能源与其他耗能产品进行结合，开发出氢能源更多的使用功能。

1 氢能源介绍

1.1 氢能源概念

氢能源就是由氢元素组成的能源，氢元素在元素周期表当中排位第一，化学符号为H。我国自然界的能源主要可以分为两大类，第一类就是一次能源，一次能源是指直接以自然的形态存在的能源，不需要进行二次加工，就可以直接投入使用，比如说风能、核能、煤炭等等。有一次能源就有二次能源，氢就是一种二次能源。二次能源是指需要经过能源加工以后才能投入使用的能源，除了氢能之外，像电能、成品油这些能源都属于二次能源。二次能源还可以再往下细分，分为过程性能源和含能体能源，氢能属于含能体能源，作为在自然界能获取到的含量最高的、重量最轻、同时导热性和燃烧性还特别的好，又清洁环保的能源物质，氢能源具备着非常高的开发价值。

1.2 氢能源优点

氢能源的优点上文简单的提了几个，接下来就详细的阐述一下。首先氢在自然界的存在最为广泛，因此氢能是能在自然界获取含量最高的能源。有相关科学数据表明，氢元素在整个宇宙质量中占了75%，像水和空气当中都含有氢。在地球上，氢主要储存于水中，水的化学式是H₂O，一个水分子含有两个氢原子，而自然界含量最多的物质之一就是水，可见氢在地球的比重有多大。有相关部门预测过，假如我们把水中所有的氢元素都提取出来，那么其含有的能量是远远大过地球上的化石燃料的。

氢能的热量还特别特别大，它的热值是除了核燃料以外，最高的一种燃料。燃烧1千克的氢，所释放的热量能够达到汽油燃烧的三倍，酒精的4倍，焦炭的4.5倍。除此以外，氢气的导热性能非常好，在我们熟知的大部分气体中，氢气的导热性，可以高出普通气体10倍以上，因此氢还可以做一种非常好的热量传输载体。最令人惊喜的是，如此高的热值和强导热性，氢自身却是不含有毒性的，氢在燃烧中不会产生额外的污染物，只会产生少量的水以及氮化氢，而氮化氢的污染度远远小于其他燃料燃烧产生的污染，比如说二氧化碳，一氧化碳或者粉尘颗粒之类的，并且氮化氢还可以加以处理，生成的水又能循环制成氢燃料，达到了真正的，可持续发展。

氢的储存也比较有优势，它平时可以以气、液、固三种形态出现，能够适应不同要求的储存条件。因为有着这样的特性，氢能源的运用形式有了更高的可能性。

2 国内外氢能使用现状

氢能是全世界公认的清洁来源，也是被认为最有希望代替传统化石燃料的新能源。但其目前在全球的使用范围并不是非常广泛，主要原因还是因为氢能源，是一种新开发的，能源相关的技术还不是特别成熟。目前国内外已经研发出了若干种制氢和储氢的技术，但依然没有攻克低成本大规模制氢的限制。不过从长远的角度来看，氢能肯定会在未来，对国际的能源结构造成非常大的改变。此前就有组织做出过预测，使用氢能源的汽车将在不久的将来在全球广泛应用。这种预测不是空穴来风，美国能源部此前公开的数据表明，近几年全球各工业国家，不断提高在氢能源领域的研发成本，再加上越来越严峻的能源危机，开发新能源刻不容缓。

3 氢能技术发展趋势

3.1 制备技术

氢能作为一种二次能源，必须要通过人工制取的方式才能获得，因此想要开发氢能必须要研发出相应的制备技术。目前制氢的常用途径，有从水中分解，从碳化氢和物中分解，从自然资源中制取，或者利用微生物去生产等等，但这些方法和技术，都不能让新能源广泛应用，因为制造成本过高，产量规模比较低。目前制氢最普遍的方法是用化石燃料制氢，但这种方法制氢的效率很低，并且制氢的过程当中还伴随着消耗其他的化石能源，对环境的污染是比较大的，总的算起来非常亏。因此现在各国把主要的攻克方向定在了电解水制氢，不过因为相关的技术水平并不成熟，效率目前看来过低了。生物制氢的前景也比较大，不过它的成本比较高，还需要进行一番平衡。

3.2 储存技术

在需要进行技术攻克的方面来说，氢的制备是一方面，储存是另一方面。想要方便的使用新能源，就必须要研发出高效的储氢技术。目前全球已经研发出了多种储氢方法，比如说高压储氢，低温液态储氢，储氢合金等等。但这些方法都有各自的优势和缺陷，目前还没有完美的储氢方法。而且想要氢能在未来全面地投入日常应用，必须要考虑多种储氢方式，提高其使用的灵活性。不过从新型汽车动力源的角度出发，纳米管储氢可能是最具潜力的储氢方法。

4 结束语

氢能作为全球公认的理想新能源，其研究价值是非常非常深的，发展前景也很广阔。不过，在氢能广泛投入应用之前，技术突破是非常重要的事情，因此氢能研发还有很长的路要走，而这离不开大家的共同努力。

参考文献：
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