如何写好中俄能源合作论文

石油和天然气这两种天然碳氢能源是不可再生的，随着化石燃料的日益消耗，最终将被耗尽，因此迫切需要寻找一种独立于化石燃料且储量丰富的新能源。氢能

正是这种能源，氢能的研究也迎合了工业化国家日益严格的环保政策，所以各国对氢能的研究也日趋活跃。氢的原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下可变为液态。作为一种能源，

氢气具有以下特性:

1)氢占宇宙质量的75%，储存量很大。

2)氢气热值高，是汽油的3倍。

3)氢气燃烧性好，着火快，在3%-97%范围内可燃。

4)氢气具有良好的可回收性，燃烧反应生成的水可用于制备氢气循环使用。

5)氢的用途很多，可以产生热能，可以用于燃料电池，也可以转化为固体氢作为结构材料。美国著名石油专家埃克诺米迪斯博士预言，主宰未来世界的能源将是氢能。

2氢能的主要应用领域

2.1秒航空航天

早在M战争期间，氢就被用作A-2火箭的液体推进剂。1970美国阿波罗登月飞船使用的起飞火箭也是使用液氢作为燃料。目前，科学家正在研究一种“固体氢”飞船。固态氢不仅用作航天器的结构材料，还用作航天器的动力燃料。在飞行过程中，飞船上所有非重要的部件都可以作为能量消耗掉，飞船可以飞行更长的时间。

2.2交通

氢作为动力燃料在超音速飞机和远程洲际客机上的研究已经开展多年，目前已经进入样机和试飞阶段。根据欧洲空中客车公司的预测，到2004年，欧洲生产的飞机将使用液态氢作为燃料。德国戴姆勒-奔驰航空航天公司和俄罗斯航空航天公司从1996开始实验，他们的进展证实了在配备双引擎的喷气式飞机中使用液氢的安全性是足够的。美国、德国、法国等国家使用氢化金属储存氢气，日本以液氢为燃料组装燃料电池演示车，在数百万公里的道路上进行测试，经济性、适应性、安全性良好。美国和加拿大计划在加拿大西部到东部的大型铁路上使用以液氢和液氧为燃料的机车。

2.3:民用

除了汽车工业，燃料电池发电系统也广泛应用于民用领域。氢发电、氢介质储能与输电、氢空调、氢冰箱等。，有的已经实现，有的正在开发，有的还在探索。目前，燃料电池发电系统的发展也如火如荼:以PEMFC为能量转换装置的小型电站系统和以SOFC为主的大型电站正在开发中。2.4.基于氢能的其他燃料电池系统不仅用于汽车和民用发电，还用于军事应用。德国和美国已经开发了由PEMFC提供动力的核潜艇。该型潜艇具有续航能力强、隐蔽性好、无噪音等优点，受到各国青睐。

3氢能应用的主要问题

3.1:氢气的制备

氢气能否被广泛使用，是以制氢工艺为基础的。目前，主要的制氢工艺主要包括:

1)目前，利用化石燃料、核能、太阳能、水能、风能、潮汐能电解水制氢是主要的研究方向，其中太阳能制氢的研究最有前景。

2)热化学循环分解水制氢的方法是在水反应体系中加入中间体，经过不同的反应阶段，最终将水分解为氢气和氧气，中间体不被消耗；

3)光化学制氢是在光催化剂的作用下促进水解产氢；

4)化石燃料制氢是用化学方法从矿物中提取氢气的方法，如煤的焦化和气化。

5)生物质制氢是通过裂解或气化从生物体中提取氢气的方法；

6)回收各种化工过程的副产品氢气，如氯碱工业和冶金工业。电解水制氢、生物质制氢等制氢方法现已形成规模。其中，低成本电解水制氢法仍将是未来氢能规模化制备的主要方法，在当前应用中仍需降低功耗。

3.2:氢气运输

工业实际应用中的储氢方法大致有五种，即:

(1)常压储存，如湿式气柜、地下储存；

(2)高压容器，如钢制压力容器和钢制气瓶；

(3)液氢的储存:如果使用液氢储存，必须先制备液氢。一般可采用三个液化循环来生产液氢，其中带膨胀机的循环效率最高，在大型氢液化装置中应用广泛；节流循环效率不高，但流程简单可靠，在小型氢气液化装置中应用广泛。氦制冷氢气液化循环消除了高压氢气的危险，运行安全可靠，但氦制冷系统设备复杂，在氢气液化中应用不广泛。

(4)金属氢化物:氢气在贮氢合金制成的容器中冷却加压时，储存氢气；加热该存储系统或降低其内部压力会释放氢气。

目前，金属氢化物合金体系主要包括:l) LaNi _ 5合金；2)MnNi5系列合金等。3)TiMn系列合金；4)TiMn系列合金(abz)；5)镁合金；6)纳米碳等。(5)除了管道运输，高压容器和液氢罐车也是目前工业上常用的氢气运输方式。

3.3金属氢化物储氢装置的发展

氢气的制备、储存和运输问题解决后，下一步的研究是氢化物储氢装置的开发，主要包括以下两类:

固定储氢装置

固定式储氢的使用场合多种多样，容量以大中型为主。美国研制的基于TiFe0.9Mn0.1合金的中型固定式储氢装置；日本用MmNi4.5Mn0.5储氢合金研制了叠层固定装置。德国用TiMn2多元合金研制的储罐由32个独立储罐并联而成，是目前世界上容量最大的储罐。中国浙江大学用(MmCaCu)(NiA1)5加压储氢合金和MINi4开发了两种固定装置。5 Mn0。5合金。

3.3.2移动式储氢装置

移动式储氢装置不仅可以携带和运输氢气，还可以用来储存燃料电池中的氢燃料。作为移动设备，既要储存又要运输，所以要求重量轻，储氢量大。其中，金属氢化物储氢装置不需要额外的设备(如裂解净化系统)，安全性高，适用于车船应用；用常温合金，质量储能密度与15 M Pa高压钢瓶基本相同，但体积可以小很多。比如德国海军的混合动力推进系统在潜艇里，氧气以液氧的形式储存，氢气以TIFe合金储存。

3.4目前的工作方向是基于PEMFC现有的技术。除了继续加强大功率PEMFC关键技术的研究外，还应重视PEMFC系统工程关键技术和系统技术集成的发展，这是PEMFC发电系统实用化进程的关键。在航空领域，需要解决氢能的储存和生产成本问题。目前的一个研究趋势是将传统机翼设计成可以容纳更多液氢的新结构。汽车领域的问题主要是两个障碍:储氢密度低，成本高:以储氢合金为动力的汽车持续行驶里程有限，而以液氢为动力的汽车主要因为液氢供应系统成本高而受到限制。氢已广泛应用于航天动力，如大容量镍氢电池，但氢能的大规模应用还有以下关键问题有待解决:l)廉价的制氢技术；2)安全可靠的氢气储存和输送方法。

4氢经济和社会的未来特征

随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进步，氢能的应用范围将不断扩大，氢能将深入到人类活动的方方面面，因此我们可以勾勒出未来氢能经济和社会的大致图景:

l)化石能源(石油、煤炭、天然气)作为化工原料封存储备；

2)在家里建立小型电站，取消远距离高压输电，通过管网把氢气送到千家万户。

3)各种类型的空气-氢燃料电池已经成为广泛使用的发电工具。

4)内燃机动力被禁止，汽车、火车、飞机被燃料电池取代，从而消除了内燃机车所有潜在的能源污染隐患和噪声源。

5)每个城市和家庭都有完善的能源供应和回收的循环系统。

6)取消火力发电。核电站、水力发电厂、风力发电厂、潮汐发电厂正常供电完成后，剩余的电力将作为储备能源用于电解水制氢。

中国发展氢能的五大对策

氢能的研究和应用是历史不可逆转的趋势。目前，世界各国政府对此进行了大量的研究。中国在这方面也投入了大量的人力、物力和财力，并取得了一定的成效。但也要看到目前我们与工业化国家的差距，根据中国国情制定相应的氢能发展战略。个人认为应该包括以下几点:

(1)电解水制氢是获得氢源的重要途径。目前由于耗电量大，电价高，限制了推广应用。开发新的电解水制氢工艺，降低能耗也是一个重要课题。

(2)重视各种新型制氢方法，如HZS制氢、生物质制氢、热化学水分解制氢和化工产品中副产氢气的回收；

(3)国内对储氢材料的研究较多，但目前实用报道较少，因此开展科技成果转化和新型储氢、输氢器件的研究尤为重要；

(4)未来氢能的主要应用领域是燃料电池，国内在这方面的研究已经有了一定的基础，但主要集中在燃料电池组件的研究上，系统集成方面的报道很少。同时，由于资金、技术等因素，我国与国外仍有较大差距，应加大投入，迎头赶上。

(5)发展氢能最有前途的途径是与太阳能结合，因此对太阳能电池系统和材料的研究也应引起足够的重视。6结论就环保和市场需求而言，清洁度和成本是两个关键参数。有洁癖就没有市场。因此，降低氢能的利用成本已成为当前的当务之急，各工业化国家都非常重视这项研究。其中，美国政府已决定在未来5年内拨款6543.8+07亿美元用于发展氢能，并力争到2040年将每日石油消耗量减少654.38+065.438+000。在全球40家重要的汽车制造商中，有25家已经决定采用氢能，以适应日益严格的环保政策。所以，虽然目前困难重重，但是可以预见，在不久的将来，氢能的利用一定会进入我们生活的方方面面。