❶ 氫能源的發展前景
發展前景：
作為一種來源廣泛、清潔低碳、應用場景豐富的二次能源，氫能有利於推動傳統化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規模發展。近年來，氫能及氫燃料電池產業逐步成為全球能源技術革命和未來能源綠色轉型發展的重要方向。
【拓展資料】
特點：
氫能是公認的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。21世紀，我國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發展規劃，並且我國已在氫能領域取得了多方面的進展，在不久的將來有望成為氫能技術和應用領先的國家之一，也被國際公認為最有可能率先實現氫燃料電池和氫能汽車產業化的國家。
當今世界開發新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然氣、煤，石油氣均屬不可再生資源，地球上存量有限，而人類生存又時刻離不開能源，所以必須尋找新的能源。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源、能源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源。氫正是這樣的二次能源。氫位於元素周期表之首，原子序數為1，常溫常壓下為氣態，超低溫高壓下為液態。作為一種理想的新的含能體能源，它具有以下特點：
1.重量最輕：標准狀態下，密度為0.0899g/L，-252.7℃時，可成為液體，若將壓力增大到數百個大氣壓，液氫可變為金屬氫。
3.導熱性最好：比大多數氣體的導熱系數高出10倍。
4.儲量豐富：據估計它構成了宇宙質量的75%，它主要以化合物的形態貯存於水中，而水是地球上最廣泛的物質。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。
5.回收利用：利用氫能源的汽車排出的廢物只是水，所以可以再次分解氫，再次回收利用。
6.理想的發熱值：除核燃料外氫的發熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142351kJ/kg，是汽油發熱值的3倍。
7.燃燒性能好：點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快。
8.環保：與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質，少量的氨氣經過適當處理也不會污染環境，氫取代化石燃料能最大限度地減弱溫室效應。
9.利用形式多：既可以通過燃燒產生熱能，在熱力發動機中產生機械功，又可以作為能源材料用於燃料電池，或轉換成固態氫用作結構材料。
10.多種形態：以氣態、液態或固態的金屬氫化物出現，能適應貯運及各種應用環境的不同要求。
11.耗損少：可以取消遠距離高壓輸電，代以遠近距離管道輸氫，安全性相對提高，能源無效損耗減小。
12.利用率高：氫取消了內燃機雜訊源和能源污染隱患，利用率高。
13.運輸方便：氫可以減輕燃料自重，可以增加運載工具有效載荷，這樣可以降低運輸成本從全程效益考慮社會總效益優於其他能源。
❷ 制氫的研究現狀和發展前景
化石燃料有限的儲量使人類正面臨著前所未有的能源危機。同時其燃燒產物被排放到大氣中加速了溫室效應。氫氣具有含量豐富、燃燒熱值高、能量密度大、熱效率高、清潔無污染以及輸送成本低以及用途廣泛等優點川，被認為最有可能成為化石燃料的替代能源。 氫氣是一種理想的能源,具有轉化率高、可再生和無污染等優點。與傳統制氫方法相比,生物制氫技術的能耗低,對環境無害,其中的厭氧發酵生物制氫已經越來越受到人們的重視。主要介紹了厭氧發酵生物制氫技術的方法和機理,分析了生物制氫的可行性,結合國內外研究現狀提出了未來的發展方向。 全球石油儲量不斷減少。最新研究表明：按目前全球消費趨勢，球上可採集石油資源最多能使用到21世紀末。石化、燃煤能源使用，還帶來嚴重大氣環境污染，人們日益感覺到開發綠色可再生能源急迫性，研究和開發新能源被提到緊迫議事日程。2000年7—8月美國《未來學家》雜志刊登了美國喬治·華盛頓大學專家對21世紀前10年內十大科技發展趨勢預測，其中第二條是燃料電池汽車問世，福特和豐田公司實驗性燃料電池汽車將2004年上市。第九條是替代能源挑戰石油能源，風能、太陽能、熱、生物能和水力發電將佔到全部能源需求30%。這兩條實際上都是新型能源開發利用。我國「十五」國家重點開發技術項目中也將新型能源開發利用放極為重要位置。目前，人們對風能、太陽能開發已經有了相當研究，並已到了進行加以直接使用階段，生物能研究也取了重要進展，如何將所獲能量儲存起來，如何將能量轉化為交通工具可利用清潔高效能源，是一亟待解決重要課題。 內容摘要
2生物制氮技術研究進展
2.1傳統制氫工藝方法
傳統制氫工藝方法有：電解水；烴類水蒸汽重整制氫方法及重油(或渣油)部分氧化重整制氫方法。電解水方法制氫是目前應用較廣且比較成熟方法之一。水為原料制氫工程是氫與氧燃燒生成水逆過程，提供一定形式一定能量，則可使水分解成氫氣和氧氣。提供電能使水分解制氫氣效率一般75%-85%。其中工藝過程簡單，無污染，但消耗電量大，其應用受到一定限制。目前電解水工藝、設備均不斷改進，但電解水制氫能耗仍然很高。烴類水蒸汽重整制氫反應是強吸熱反應，反應時需外部供熱。熱效率較低，反應溫度較高，反應過程中水大量過量，能耗較高，造成資源浪費。重油氧化制氫重整方法，反應溫度較高，制氫純度低，利於能源綜合利用。
2.2新型生物制氫工藝發展
氫氣用途日益廣泛，其需求量也迅速增加。傳統制氫方法均需消耗大量不可再生能源，不適應社會發展需求。生物制氫技術作為一種符合可持續發展戰略課題，已世界上引起了廣泛重視。如德國、以色列、日本、葡萄牙、俄羅斯、瑞典、英國、美國都投入了大量人力物力對該項技術進行研究開發。近幾年，美國每年生物制氫技術研究費用平均為幾百萬美元，而日本這研究領域每年投資則是美國5倍左右，，日本和美國等一些國家為此還成立了專門機構，並建立了生物制氫發展規劃，以期對生物制氫技術基礎和應用研究，使21世紀中葉使該技術實現商業化生產。日本，由能源部主持氫行動計劃，確立最終目標是建立一個世界范圍能源網路，以實現對可再生能源--氫有效生產，運輸和利用。該計劃從1993年到2020年橫跨了28年。
生物制氫課題最先由Lewis於1966年提出，20世紀70年代能源危機引起了人們對生物制氫廣泛關注，並開始進行研究。生物質資源豐富，是重要可再生能源。生物質可氣化和微生物催化脫氫方法制氫。生理代謝過程中產生分子氫，可分為兩個主要類群：
l、包括藻類和光合細菌內光合生物；Rhodbacter8604，R.monas2613，R.capsulatusZ1，R.sphaeroides等光合生物研究已經開展並取了一定成果。
2、諸如兼性厭氧和專性厭氧發酵產氫細菌。目前以葡萄糖，污水，纖維素為底物並不斷改進操作條件和工藝流程研究較多。中國此方面研究也取了一些進展，任南形琪等1990年就開始開展生物制氫技術研究，並於1994年提出了以厭氧活性污泥為氫氣原料有機廢水發酵法制氫技術，利用碳水化合物為原料發酵法生物制氫技術。該技術突破了生物制氫技術必須採用純菌種和固定技術局限，開創了利用非固定化菌種生產氫氣新途徑，並首次實現了中試規模連續流長期生產持續產氫。此基礎上，他們又先後發現了產氫能力很高乙醇發酵類型發明了連續流生物制氫技術反應器，初步建立了生物產氫發酵理論，提出了最佳工程式控制制對策。該項技術和理論成果中試研究中到了充分驗證：中試產氫能力達5.7m3H2/m3.d，制氫規模可達500-1000m3/m3，且生產成本明顯低於目前廣泛採用水電解法制氫成本。
生物制氫過程可以分為5類：
(1)利用藻類青藍菌生物光解水法；
(2)有機化合物光合細菌(PSB)光分解法；
(3)有機化合物發酵制氫；
(4)光合細菌和發酵細菌耦合法制氫；
(5)酶催化法制氫。
目前發酵細菌產氫速率較高，對條件要求較低，具有直接應用前景。但PSB光合產氫速率比藻類快，能量利用率比發酵細菌高，且能將產氫與光能利用、有機物去除有機耦合一起，相關研究也最多，也是最具有潛應用前景方法之一。生物制氫全過程中，氫氣純化與儲存也是一個很關鍵問題。生物法制氫氣含量通常為60%-90%(體積分數)，氣體中可能混有CO2、O2和水蒸氣等。可以採用傳統化工方法來，如50%(質量分數)KOH溶液、苯三酚鹼溶液和乾燥器或冷卻器。氫氣幾種儲存方法(壓縮、液化、金屬氫化物和吸附)中，納米材料吸附儲氫是目前被認為最有前景。
2.3目前研究中存問題縱觀生物技術研究各階段，比較而言，對藻類及光合細菌研究要遠多於對發酵產氫細菌研究。傳統觀點認為，微生物體內產氫系統(主氫化酶)很不穩定，進行細胞固定化才可能實現持續產氫。，迄今為止，生物制氫研究中大多採用純菌種固定化技術。
，該技術中也有不可忽視不足。首先，細菌包埋技術是一種很復雜工藝，且要求有與之相適應菌種生產及菌體固定化材料加工工藝，這使制氫成本大幅度增加；第二，細胞固定化形成顆粒內部傳質阻力較大，使細胞代謝產物顆粒內部積累而對生物產生反饋抑制和阻遏作用，使生物產氫能力降低；第三，包埋劑或其它基質使用，勢必會占據大量有效空間，使生物反應器生物持有量受到限制，限制了產氫率和總產量提高。現有研究大多為實驗室內進行小型試驗，採用批式培養方法居多，利用連續流培養產氫報道較少。試驗數據亦為短期試驗結果，連續穩定運行期超過40天研究實例少見報道。即便是瞬時產氫率較高，長期連續運行能否獲較高產氫量尚待探討。，生物技術欲達到工業化生產水平尚需多年努力。
3、展望氫是高效、潔凈、可再生二次能源，其用途越來越廣泛，氫能應用將勢不可當進人社會生活各個領域。氫能應用日益廣泛，氫需求量日益增加，開發新制氫工藝勢必行，從氫能應用長遠規劃來看開發生物制氫技術是歷史發展必然趨勢。
開發中國生物制氫技術需要做到以下政策和軟體支持：
(1)勵大宣傳。人是生物能源生產主體和消費主體，有必要輿論宣傳加強人們對生物能源認識；
(2)加大政府投資和扶持。新生物能源初始商業化階段要進行減免稅等優惠政策；
(3)借鑒國外經驗。充分調動方和工業界積極性八
(4)加強高校對生物能源教育及研究。人們對生物能源認識不斷加深，政府扶持力度加大和研究深人，生物制氫綠色能源生產技術將會展現出它更大開發潛力和應用價值。
本文出自：廣州靈龍電子技術有限公司,制氫、氫燃料電池(www.liongon.com)