電解水制氫方面 改進(jìn)催化劑 1 :開發(fā)新型催化劑,如納米催化劑、氮摻雜碳納米管等,提高電解水反應(yīng)的活性,降低過電位,提升電解效率。通過摻雜技術(shù)調(diào)整催化劑電子結(jié)構(gòu),結(jié)合分子動力學(xué)模擬設(shè)計催化劑結(jié)構(gòu)和組成,在提率的同時降低成本。
電解水制氫的主要原料是水和電,其中電價對成本影響顯著。若采用可再生能源發(fā)電制氫,發(fā)電成本與能源獲取的穩(wěn)定性會影響氫氣成本。技術(shù)與設(shè)備,的制氫技術(shù)可提高生產(chǎn)效率、降低能耗與原料消耗,從而降低成本。例如,新型電解水制氫技術(shù)若能提高電解效率、降低槽電壓,可減少電耗成本。
電解水制氫:在現(xiàn)有條件下,假設(shè)工業(yè)用電價格為 0.4 元 /kWh,堿性電解水制氫成本為 29.9 元 /kg,PEM 電解水制氫成本為 39.87 元 /kg。當(dāng)可再生能源電價降至 0.16 元 /kWh,堿性電解和 PEM 系統(tǒng)電解設(shè)備價格分別降至 1000 元 /kW 和 2750 元 /kW 時,堿性電解水制氫和 PEM 電解水制氫成本分別是 11.64 元 /kg 和 14.34 元 /kW。
著火極限拓寬:氫氣的可燃范圍寬,能使混合氣體的著火極限拓寬。以液化氣為例,摻入氫氣后,其可燃下限會降低,可燃上限會升高,使得混合氣體在更寬的濃度范圍內(nèi)都能燃燒,增加了燃燒的可能性,但同時也增加了泄漏等情況下發(fā)生火災(zāi)爆炸的風(fēng)險。
粉末冶金:在粉末冶金生產(chǎn)中,氫氣用于還原金屬粉末,如鐵粉、銅粉等,以去除粉末表面的氧化物,提高粉末的純度和活性。同時,在燒結(jié)過程中,氫氣作為保護(hù)氣體,防止金屬粉末在高溫下被氧化,燒結(jié)制品的質(zhì)量。
能量釋放充分:氫氣的熱值較高,每單位質(zhì)量的氫氣燃燒釋放的能量約為汽油的 3 倍、天然氣的 2.5 倍。在工業(yè)生產(chǎn)中,相同質(zhì)量的氫氣和其他傳統(tǒng)燃料相比,氫氣能釋放出更多的能量,可有效提高能源的利用效率。