新型CoMoP/CC催化剂的制备及水解产氢性能研究 (2)

1.1.2氢能的特点及优势 氢是整个宇宙中最为丰富的一种常见元素,包括太阳在内,宇宙物质中约有90%以上含有氢,许多恒星以及一些行星都是由氢构成的,


1.1.2氢能的特点及优势

氢是整个宇宙中最为丰富的一种常见元素,包括太阳在内,宇宙物质中约有90%以上含有氢,许多恒星以及一些行星都是由氢构成的,如木星。氢元素在地球上储量也是相当丰富,其主要以化合物的形式存在,例如水、甲烷、氨、烃类、有机酸、淀粉、蛋白质等。其中水是存氢量最大的一种化合物,通常被称作“氢矿”,而且地球表面70%的区域含有水,可见氢能的可开采量之大。如果我们能将海水中蕴含的氢能利用到生产生活中,将会极大的促进人类社会的改革与发展。

除了原材料的广泛易取之外,氢能作为环境友好型的二次能源,其较高的利用率与清洁性也是它能够发展到现在的重要因素。一般的,我们利用化石能源,如煤,天然气等来制氢,也可以用可再生能源如太阳能,生物质能,风能来制氢,这种利用一次能源转换制成而来的能源,我们称之为二次能源,而二次能源较一次能源而言,利用率更高,使用效率更好。此外,一次能源如煤炭,化石能源,其利用过程中会形成SO2、NO2、CO2及粉尘等一系列污染物,而氢能燃烧后的产物对环境没有任何的伤害,即便是少部分生成的氮化氢我们也能通过简单的废气处理方法将其完全转化为环境友好型废气进行排放或者循环再利用。

1.1.3我国氢能发展现状

我国新能源阶段性发展战略发展明确提出:“要显著提高我国能源使用效率、使用化石能源时注意控制污染物的排放、从而减轻环保压力,优化我国能源结构,增加替代能源,实现可持续发展”。所以,我国必然会走向一条清洁能源广泛使用的道路,告别以前对高污染低利用率能源的依赖,从而使社会发展一直处于可持续化道路上。氢能发展的热潮,起始于20世纪末燃料电池的加速发展,多种实验数据表明,燃料电池是许多动力系统最佳的动力源,这个结论一出进而间接推动了我国氢能的研究和开发,我国有关部门也针对当前氢能发展形势制定了相应的发展规划。目前我国除了掌握最基础的电解水制氢方法外,还熟练掌握化石能源制氢,生物制氢,硼氢化钠水解制氢等一系列产氢方法。另外我国在燃料电池这一块也投入了不少资金和人力,这是氢能利用最为显著的成果,其中涉及到化学热力学,电化学,电催化等方面的知识,对于我国经济的发展与进步能起到至关重要的作用。

在氢能的利用上,我国紧跟世界步伐,继美国之后,已将氢能运用到太空探索的道路上,而且效果显著,对于实现我国太空战略有明显的推进作用。在日常生活中,氢能源汽车,氢能源医疗器械已逐步开始进入运营,并取得了令广大人民满意的成绩,相信在不就的未来,科学技术专家一定还能够利用氢能造福广大人类,让人们享受到科技带来的好处与便利。

   

1.2硼氢化钠水解制氢法

目前常用的制氢方法有水制氢工艺、生物制氢、化石燃料制氢、太阳能光解水制氢、太阳能/核能热解水制氢、硼氢化钠水解制氢等,在这些方法中,硼氢化钠水解制氢因为其优越的产氢性能以及产氢操作简单等突出的优点已经成为产氢课题的重点研究对象。此外,由于硼氢化钠水解制氢工艺流程中各个条件发生改变时,其制成的催化剂样品催化活性也大不相同,因此我们可以通过多组对比试验从而研究制备出最优化的催化剂样品,使得硼氢化钠水解产氢的速率达到最高。通过硼氢化钠与氢氧化钠配置成一定比例的水溶液,将制备好的样品放入其中,我们能清楚地看到氢气的生成速率明显加快,通过改变水解温度,配置产氢液的比例,其产氢效果也大不相同。