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为什么水制氢能源成本高

发布时间: 2023-10-03 04:21:45

1. 为什么制取氢气的成本高,它的贮存困难表现在哪些方面

A、氢气作为燃料暂时不能广泛使用,是因为制取成本高和贮存困难,不是原料受到限制,所以错误.B、氢气燃烧的产物是不污染环境的水,所以错误.C、氢气作为燃料暂时不能广泛使用,是因为制取成本高和贮存困难,所以正确.D、氢气作为燃料有三大优点:燃烧放热多、产物是无污染的水、原料来源广泛,所以错误.故选C.

2. 用电解水生成氢气做燃料划算吗

肯定是不划算的,如果你能使它变的划算那你就是21世纪最伟大的科学家了!水在电离过程中消耗的电能属于二次能源,从这一点来说就有点浪费能源了!在通常情况下1mol(两克) 氢气燃烧时约放热为286KJ,而每kg汽油燃烧时放出的热量约为46000KJ,汽油的密度为0.72-0.74g/ml,取中间值算0.73,则燃烧一升汽油放热0.73*46000=33580KJ,算出需氢气的量为33580/286=117.4mol 将mol换算成体积为117.4*22.4=2629.76升 约等于2.6个立方,所以完全燃烧一升汽油产生的热量 需要完全燃烧2.6立方米的氢气才能达到同样的效果。所以不管从什么角度来讲都是很不划算的也很不方便利用!

3. 电解水制氢成本

以目前主流的碱性电解水为例,制氢效率约5度/立方米,电费成本约占85%,因此其经济性受电价的影响大。
电解水制氢的原理是在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。
根据电解槽隔膜材料的不同,电解水制氢主要分为碱性电解水、质子交换膜电解水(PEM)和固体氧化物电解水(SOE)三类。
其中,碱性电解水技术已经实现工业规模化产氢,技术成熟;PEM处于产业化发展初期;SOE还处在实验室开发阶段。

4. 电解水制氢为什么成本较高

因为电解水从能量转化的角度有无用功消耗能量而造成成本提高,所以,消耗电能的成本比产生的氢能燃烧产生的热能的成本高了许多。

5. 电解水制氢气优点

水电解制氢有上百年的历史了,是一个成熟的技术。目前水电解制氢的最大挑战是能耗,目前获得1标准立方氢气的综合电耗在5.2-6度,所以水电解制氢是所有制氢中成本最高的。由于电解水的主要成本由电价决定,所以电价是制约发展的主要因素。目前最好的办法是利用可再生能源的来制氢,把电网无法消纳的电来制氢,这样电的成本就很低,制得的氢气作为能源使用,整个过程没有碳排放。

第二个制约的因素是设备成本,大型水电解制氢设备的成本相对于其他方式也偏高。

第三个因素是设备大型化,目前能制造出来的单台最大为1000立方,应用于能源来说还是太小。设备大型化后可以降低设备制造成本。

其他的因素就是市场应用,水电解在氢气作为能源前只有用于特殊工业应用,没有市场支撑导致技术研发进步缓慢,单体制造成本下降困难。

水电解的优点是,技术成熟,工艺简单,气体纯度高,是目前唯一一种能与可再生能源衔接制氢方式。

6. 为何制氢能成本大

氢是一种化学元素,化学符号为H,原子序数是1,在元素周期表中位于第一位。它的原子是所有原子中最小的。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭,极易燃烧的由双原子分子组成的气体,氢气是最轻的气体。它是宇宙中含量最高的物质. 氢原子存在于水, 所有有机化合物和活生物中.导热能力特别强,跟氧化合成水。在0摄氏度和一个大气压下,每升氢气只有0.09克重——仅相当于同体积空气重量的14.5分之一。
元素在太阳中的含量:(ppm)
7500000
地壳中含量:(ppm)
1500
在常温下,氢气比较不活泼,但可用催化剂活化。单个存在的氢原子则有极强的还原性。在高温下氢非常活泼。除稀有气体元素外,几乎所有的元素都能与氢生成化合物。
名称, 符号, 序号:氢、H、1
系列:非金属
原子体积:(立方厘米/摩尔)
14.4
氧化态:
Main H+1
Other H0, H-1
族, 周期, 元素分区:1族, 1, s
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 1312
密度、硬度:0.0899 kg/m3(273K)、NA
热导率: W/(m·K)
180.5
化学键能: (kJ /mol)
H-H 454
H-F 566
H-Cl 431
H-Br 366
H-I 299
晶胞参数:
a = 470 pm
b = 470 pm
c = 340 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
颜色和外表:无色
声音在其中的传播速率:(m/S)
1310
Image:H,1.jpg
大气含量:0.0001 %
地壳含量:0.88 %
原子属性
原子量:1.00794 原子量单位
原子半径:(计算值) 25(53)pm
共价半径:37 pm
范德华半径:120 pm
价电子排布:1s1
电子在每能级的排布:1
氧化价(氧化物):1(两性的)
晶体结构:六角形
[编辑本段]物理属性
物质状态 气态
核内质子数:1
核外电子数:1
核电核数:1
质子质量:1.673E-27
质子相对质量:1.007
所属周期:1
所属族数:IA
摩尔质量:1g/mol
氢化物:无
氧化物:H2O
最高价氧化物:H2O
外围电子排布:1s1
核外电子排布:1
颜色和状态:无色气体
原子半径:0.79
常见化合价:+1,-1
熔点:14.025 K (-259.125 °C)
沸点:20.268 K (-252.882 °C)
摩尔体积:22.4L/mol
汽化热:0.44936 kJ/mol
熔化热:0.05868 kJ/mol
蒸气压:209 帕(23K)
声速:1270 m/s(293.15K)
[编辑本段]其他性质
电负性:2.2(鲍林标度)
比热:14304 J/(kg·K)
电导率:无数据
热导率:0.1815 W/(m·K)
电离能:1312 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量
MeV 衰变产物
1H 99.985 % 稳定
2H 0.015 % 稳定
3H 10-15 % /
人造 12.32年 β衰变 0.019 3He
4H 人造 9.93696×10-23秒 中子释放 2.910 3H
5H 人造 8.01930×10-23秒 中子释放 ? 4H
6H 人造 3.26500×10-22秒 三粒中子
释放 ? 3H
7H 人造 无数据 中子释放? ? 6H?
核磁公振特性
1H 2H 3H
核自旋 1/2 1 1/2
灵敏度 1 0.00965 1.21方法 基本原理 适用原料气 制得的氢气纯度(%) 适用规格
高压催化法 氢与氧发生催化反应而除去氧
含氧的氢气,主要为电解法制得的氢气 99.999 小
金属氢化物分离法 先使氢与金属形成金属氢化物后,加热或减压使其分解 氢含量较低的气体 >99.9999 中小
高压吸附法 吸附剂选择吸附杂质 任何含氢气体 99.999 大
低温分离法 低温下使气体冷凝
任何含氢气体 90~98 大
钯合金薄膜扩散法 钯合金薄膜对氢有选择渗透性,而其他气体不能透过 氢含量较低的气体 >99.9999 中小
聚合物薄膜扩散法 气体通过薄膜的扩散速率不同
炼油厂废气 92~98 小
同位素
在自然界中存在的同位素有: 氕 (氢1)、氘 (氢2, 重氢)、氚 (氢3, 超重氢)
以人工方法合成的同位素有: 氢4、氢5、氢6、氢7
氕只同位素-氢,这里是特指的
氢,可以泛指氢这种元素 即原子核中只有一个质子的元素, 包括氕氘氚;同时也可以指氢气。
氘的元素符号为D,氚的元素符号为T。
最稳定的同位素
同位素
丰度
半衰期
衰变模式
衰变能量
MeV
衰变产物
1H
99.985 % 稳定
2H
0.015 % 稳定
3H
10-15 % /
人造
12.32年 β衰变
0.019 3He[来源请求]
4H
人造 9.93696×10-23秒 中子释放
2.910 3H
5H
人造 8.01930×10-23秒 中子释放 ? 4H
6H
人造 3.26500×10-22秒 三粒中子
释放 ? 3H
7H
人造 无数据 中子释放? ? 6H?
核磁共振特性
1H 2H 3H
核自旋
1/2 1 1/2
灵敏度 1 0.00965 1.21
[编辑本段]发现
16世纪末期,瑞士化学家巴拉采尔斯把铁放在硫酸中,铁片顿时和硫酸发生激烈的化学反应,放出许多气泡——氢气。但直到1766年,氢才被英国科学家卡文迪许(Henry Cavendish)确定为化学元素,当时称为可燃空气,并证明它在空气中燃烧生成水。(一说:1783年)1787年法国化学家拉瓦锡 (Antoine Lavoisier)证明氢是一种单质并给它命名。
[编辑本段]名称由来
希腊语 hudôr(水) gennen (造成),意即“产生水”的物质。
中文原称“氢气”为“轻气”,“氢”属尔后新造之形声字。
日语循希腊语原义,称为“水素”.
[编辑本段]分布
在地球上和地球大气中只存在极稀少的游离状态氢。在地壳里,如果按重量计算,氢只占总重量的1%,而如果按原子百分数计算,则占17%。氢在自然界中分布很广,水便是氢的“仓库”——水中含11%的氢;泥土中约有1.5%的氢;石油、天然气、动植物体也含氢。在空气中,氢气倒不多,约占总体积的一千万分之五。在整个宇宙中,按原子百分数来说,氢却是最多的元素。据研究,在太阳的大气中,按原子百分数计算,氢占81.75%。在宇宙空间中,氢原子的数目比其他所有元素原子的总和约大100倍。