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俄羅斯新技術:廢(fei)鋁制氫(qing)研究成功(gong)展現

發布時(shi)間:2018-07-04 13:54:16 作者(zhe):錦鋁金屬 瀏(liu)覽(lan)次數:

  根(gen)據(ju)氫氣的(de)(de)原料(liao)(liao)不同,氫氣的(de)(de)制(zhi)備方法(fa)可(ke)以分為(wei)非再(zai)生(sheng)制(zhi)氫和可(ke)再(zai)生(sheng)制(zhi)氫,前者的(de)(de)原料(liao)(liao)是(shi)化石燃料(liao)(liao),后者的(de)(de)原料(liao)(liao)是(shi)水或可(ke)再(zai)生(sheng)物質。
  
  制(zhi)(zhi)備(bei)氫(qing)氣(qi)的方(fang)法目前較(jiao)為成熟,從多(duo)種能源來源中(zhong)都可(ke)以制(zhi)(zhi)備(bei)氫(qing)氣(qi),每種技術(shu)的成本(ben)及環保屬性都不相(xiang)同。主要分為五(wu)種技術(shu)路線:氯堿(jian)工業副(fu)產氫(qing)、電解(jie)水(shui)制(zhi)(zhi)氫(qing)、化工原料制(zhi)(zhi)氫(qing)、石化資源制(zhi)(zhi)氫(qing)和(he)新型制(zhi)(zhi)氫(qing)方(fang)法等。目前制(zhi)(zhi)備(bei)氫(qing)氣(qi)的主要問題是(shi)如(ru)何控制(zhi)(zhi)制(zhi)(zhi)氫(qing)過(guo)程中(zhong)的碳排放(fang) 、成本(ben)方(fang)面,未來技術(shu)的主要發展方(fang)向(xiang)是(shi)使用可(ke)再生能源電解(jie)水(shui),包括生物制(zhi)(zhi)氫(qing)和(he)太(tai)陽(yang)能制(zhi)(zhi)氫(qing)等。
  
  主流制(zhi)氫方法

主流制氫方法

全球制氫主要來(lai)源

全球制氫主要來源

日本不(bu)同制氫(qing)方(fang)法產能(neng)占比(bi)

日本不同制氫方法產能占比

  全球來看(kan),目前主要的(de)制氫原料(liao) 96%以上來源于(yu)傳統能源的(de)化學重整(48%來自(zi)天(tian)然氣(qi)重整、30%來自(zi)醇(chun)類重整,18%來自(zi)焦爐(lu)煤氣(qi)) ,4%左右來源于(yu)電(dian)解水(shui)。
  
  日(ri)本鹽水(shui)電(dian)解的(de)產(chan)能占所有制氫產(chan)能的(de) 63%,此(ci)外產(chan)能占比較高(gao)的(de)還包括天然氣改制(8%)、乙烯制氫(7%)、焦(jiao)爐煤氣制氫(6%)和甲醇改質(6%)等。
  
  目前國內(nei)主(zhu)流的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)來源(yuan)為焦爐煤(mei)氣(qi)制氫(qing)(qing)(qing)(qing),但考慮到所制得(de)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)純度不高(含硫),且制氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)過(guo)程耗時(shi)長、對環境造成污染,如果再經過(guo)脫硫脫硝的(de)(de)步(bu)驟則增加了制氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)成本。因此在(zai)考慮燃料(liao)電池所使用的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)來源(yuan)時(shi),主(zhu)要依靠氯堿工業副產氫(qing)(qing)(qing)(qing)、天(tian)然(ran)氣(qi)、甲醇、液氨重整產生的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi),未來在(zai)體系完(wan)善技術(shu)加強的(de)(de)情(qing)況下(xia)將逐步(bu)選用可再生能源(yuan)電解水制氫(qing)(qing)(qing)(qing),打造真正零(ling)污染的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)能供應鏈。
  
  目(mu)前燃料電池所(suo)使用(yong)的(de)氫氣(qi)來(lai)源主(zhu)要的(de)途徑是來(lai)源于氯堿工業的(de)副產(chan)品(pin)。
  
  俄羅斯國(guo)度研討型大(da)學“莫斯科鋼鐵學院”研發出鋁及有色金屬(shu)廢料化學制氫技術及實驗裝置,所(suo)制備的氫可用于車載(zai)供(gong)電(dian)(dian)系統及固定(ding)式小型電(dian)(dian)力裝置。相關成果發布在(zai)《Powder Technology》科學期刊上。
  
  該校科研團隊采用“鋁-水”系統以廢鋁作為反響物研發出化學制氫的整套技術,包括,原材料的化驗分析、廢鋁粉碎處置方案、氧化過程工藝參數的選擇、所制備固體金屬反響物存儲和運輸懇求等。
廢鋁制氫
廢鋁制氫
  
  研制(zhi)出(chu)(chu)廢鋁(lv)制(zhi)氫(qing)的(de)氧(yang)化(hua)劑,并設計制(zhi)造出(chu)(chu)制(zhi)氫(qing)實驗裝置(zhi)。裝置(zhi)適用于(yu)處置(zhi)廢鋁(lv)及(ji)其它水解金(jin)屬(shu)(shu)以制(zhi)備氫(qing)燃料,具(ju)有可靠的(de)防(fang)爆性。由(you)于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)鋁(lv)表面易構成氧(yang)化(hua)維護膜(mo),隔絕氧(yang)化(hua)劑與金(jin)屬(shu)(shu)鋁(lv)的(de)接觸,抑止(zhi)化(hua)學反響的(de)中止(zhi),科研團隊(dui)在(zai)整套技術中增(zeng)加了機械(xie)活化(hua)這個工藝環節,即對廢鋁(lv)中止(zhi)粉碎(sui)和化(hua)學處置(zhi),防(fang)止(zhi)其氧(yang)化(hua)維護膜(mo)的(de)構成。
  
  鋁(lv)與(yu)水反響所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)氫 氣可(ke)用(yong)于燃料電池發電,重量(liang)15克(ke)的(de)(de)(de)(de)飲料易拉罐貯(zhu)藏的(de)(de)(de)(de)化學能(neng)(neng)為255千焦耳,折合成的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)可(ke)使(shi)油耗5升的(de)(de)(de)(de)汽車行駛20米。俄(e)羅斯(si)每年(nian)可(ke)產生(sheng)20-30億(yi)個鋁(lv)制易拉罐,約合4萬(wan)多噸(dun)純鋁(lv),而整個歐洲再生(sheng)鋁(lv)市場范圍達千萬(wan)噸(dun),其中一半未被有效應(ying)用(yong),糜費的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)大約為130太(tai)焦耳。
  
  鋁為活潑金屬,在空氣中發作緩慢氧化,廢棄的鋁會在短時間內被腐蝕掉,一方面,有價值金屬未被有效應用;而另一方面,釋放出的氫 氣又對環境產生污染。部分歐洲國度回收廢鋁及其它有色金屬廢料,中止分選、再熔煉,之后作為再生原材料二次應用,在這方面成功事例為瑞士,其每年廢鋁回收處置率可達90%以上,但這種處置方法帶來運輸、清洗和再熔煉的費用,并產生大量毒性殘渣,所以各國正努力研發廢鋁綜合處置技術,以期在清潔能源范疇有所突破。