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4 制氢技术应用现状及展望
氢能源是21世纪最清洁的二次能源,越来越受到各界的关注,同时还可以作为能源载体和化工原料被利用。随着对氢能源的研究深入,制取氢能源的方法也越来越多样,如生物制氢、水解制氢、矿物燃料制氢等。
4.1制氢方法
由于电解水制氢生产成本较高,并不能被广泛用于工业生产。目前,大量的科研工作者通过研究过低电位电极材料、质子交换膜水电解等技术,提高电解水产氢效率。由矿物燃料生产氢气已经占到其中产量的90%。矿物燃料制氢主要包括:甲烷裂解制氢、煤气化制氢、天然气蒸汽重整制氢等。在矿物燃料中,天然气资源丰富,对环境污染较小且储藏量相对较大。所以天然气蒸汽重整是较普遍的制氢方法。虽然煤的资源较丰富,但由于生产过程繁琐成本较高,所以煤气化制氢在制氢地应用中逐年下降。光催化分解水制氢虽然有一系列的技术难题需要攻克,但是光催化分解水制氢仍是最有前景和应用价值的制氢技术之一。尤其是选择半导体材料作为光催化剂,在悬浮体系里通过光辐照产生氢气,已经成为一种可实现的、最有前途的方法。
4.2制氢展望
电解水制氢成本较高,不能大批量运用到工业化生产中。矿物燃料制氢虽然目前应用普遍,但是随着地球能源的枯竭,新型制氢方法必将会取代矿物燃料制氢大规模应用到生产生活中。生物制氢技术也有如基因工程改造、新型光合生物反应器的研发等许多技术难题需要攻克。而光催化分解水制氢一也是目前最清洁的制氢方法之一。由于存在太阳能的利用率较低的问题,阻碍了太阳能制氢的工业化进展,但是国内外太阳能制氢研究仍在不断地探索之中。其中,氧化钦纳米颗粒薄膜作为高效的光催化剂,在光催化分解水制氢研究中起着至关重要的作用。