制氢的方法有几大类?
(1)太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高,但耗电大,用常规电制氢成本比较高。
(2)太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位,3000K约等于3273℃)以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。
(3)太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。
(4)太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。
(5)生物光合作用制氢。科学家发现,兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间,在一定条件下都可以进行光合放氢。目前,由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够,藻类放氢的效率很低,目前还不能实现工业化产氢。
氢燃料电池转化率有多高
氢氧燃料电池能量转换效率
太阳能电池所发的电能,经可再生氢-氧燃料电池装置的蓄电-发电后要打很大的折扣:①电解水的能量转换效率不到90%;②目前由氢、氧化学能发电的能量转换效率只有40%左右(60%为废热),所得总转换效率仅35%左右。也就是说,太阳能电池发的1度电,经可再生氢-氧燃料电池装置蓄能-发电循环后,只剩下0.35度电;③与其他蓄电池装置不同,燃料电池装置有许多辅助部件,它们在运行中还得消耗能量,其百分点随设计而异,大约在10至20之间,即向装置外提供的能量大约只有0.3度电,即实际可用的能量转换效率大约只有30%。美国为“Helios”无人飞机研制的URFC,系统的效率就是31.6%。
光伏电解水制氢靠谱吗?
靠谱,但成本太高。
光伏发电的电解水制氢的效率太低!只有50%,算上运输又得20%的消耗,那么总体消耗巨大,经济上不合理!而且这个没法技术突破到80%的效率,没法实用。
氢能转换效率?
在国家自然科学基金的持续资助下,康振辉团队开发出一种由碳和氮两种元素组成的催化剂。该催化剂具有价格低廉、资源丰富、无污染的优点,并且稳定性较高,催化活性200天保持不变。它可以利用太阳能实现高效的完全分解水,与以往的光催化剂不同,整个光解水过程分为两个阶段:第一步,氮化碳分解水生成过氧化氢和氢气;第二步,碳纳米点将过氧化氢分解成水和氧气。此外,该光催化剂的太阳能到氢气的能量转换效率为2%,是目前同类催化剂的最高效率。
按照美国能源署的技术经济分析,使用(从太阳能到氢气的)能量转换效率为2%的催化剂,制氢成本约为6美元/公斤,这与美国能源署的目标成本(4美元/公斤)比较接近