新能源材料論文新能源材料以及應(yīng)用

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1、淮陰工學(xué)院新能源概論課程論文作者：蔣樂文學(xué)號：1121617104系：　　生命科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：新能源科學(xué)與工程題目：新能源材料以及應(yīng)用任課教師：孫金鳳　2013年6月淮安12級新能源概論課程論文第2頁共9頁1引言：通過底物進行生物酶催化反應(yīng)來制得氫氣的微生物可分為5個種類，即：異養(yǎng)型厭氧菌、固氮菌、光合厭氧細(xì)菌、藍(lán)細(xì)胞和真核藻類。其中藍(lán)細(xì)胞和真核藻類產(chǎn)氫所利用的還原性含氫質(zhì)是水；異養(yǎng)型厭氧菌、固氮菌、光合厭氧細(xì)菌所利用的還原性含氫物質(zhì)則是有機物。按氫能轉(zhuǎn)化的能量來源來分，異養(yǎng)型厭氧菌，固氮菌依靠分解有機物產(chǎn)生ATP來

2、產(chǎn)氫；而真核類、藍(lán)細(xì)胞、光合厭氧細(xì)菌則能通光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能。1生物質(zhì)制氫1.1.1生物量生物質(zhì)制氫在生物技術(shù)領(lǐng)域，生物質(zhì)又稱生物量，是指所有通過光合作用轉(zhuǎn)化太陽能生長的有機物，包括高等植物，農(nóng)作物及秸稈，藻類及水生植物等。利用生物質(zhì)制氫是指用某種化學(xué)或物理方式把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成氫氣的過程。降低生物制氫成本的有效方法是應(yīng)用廉價的原料，常用的有富含有機物的有機廢水，城市垃圾等，利用生物質(zhì)制氫同樣能夠大大降低生產(chǎn)成本，而且能夠改善自然界的物質(zhì)循環(huán)，很好地保護生態(tài)環(huán)境。通過陸地和海洋中的光合作用，每年地球上所產(chǎn)生物量中所含的能

3、量是全世界人類每年消耗量的l0倍。生物質(zhì)的使用為液態(tài)燃料和化工原料提供了一個有充足選擇余地的可再生資源，只要生物質(zhì)的使用跟得上它的再生速度，這種資源的應(yīng)用就不會增加空氣中CO的含量。就纖維素類生物質(zhì)而言，我國農(nóng)村可供利用的農(nóng)作物秸稈達(dá)5億到6億噸，相當(dāng)于2億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。林產(chǎn)加工廢料約3000萬噸，此外還有1000萬噸左右的甘蔗渣。這些生物質(zhì)資源中，有16％到38％是作為垃圾處理的，其余部分的利用也多處于低級水平，如造成環(huán)境污染的隨意焚燒、采用熱效率僅為10％的直接燃燒方法等。開發(fā)生物質(zhì)制氫技術(shù)將是解決上述問題的一條很好的途徑

4、。1.1.2儲氫技術(shù)12級新能源概論課程論文第2頁共9頁目前儲氫技術(shù)分為兩大類即物理法和化學(xué)法。前者主要包括液化儲氫、壓縮儲氫、碳質(zhì)材料吸附、玻璃微球儲氫等；后者主要包括金屬化物儲氫、無機物儲氫、有機液態(tài)氫化物儲氫等。傳統(tǒng)的高壓氣瓶或以液態(tài)、固態(tài)儲氫都不經(jīng)濟也不安全，而使用儲氫材料儲氫能很好地解決這些問題。其中特別強調(diào)的是有機液體氫化物儲氫技術(shù)，有機液體氫化物儲氫技術(shù)是20世紀(jì)80年代國外開發(fā)的一種新型儲氫技術(shù)，其原理是借助不飽和液體有機物與氫的一對可逆反應(yīng)，即加氫反應(yīng)和脫氫反應(yīng)實現(xiàn)的。烯烴、炔烴和芳不飽和有機物均可作為儲氫

5、材料，但從儲氫過程的能耗、儲氫量、儲氫劑和物理性質(zhì)等方面考慮，以芳烴特別是單環(huán)芳烴為佳。目前研究表明，只有苯、甲苯的脫氫過程可逆且儲氫量大，是比較理想的有機儲氫材料。有機物儲氫的特點是：(1)儲氫量大；(2)便于儲存和運輸；(3)可多次循環(huán)使用；(4)加氫反應(yīng)放出大量熱可供利用1.1.3氫能源優(yōu)點能源、資源及環(huán)境問題迫切需要氫能源來化解這種危機，但目前氫能源的制備還不成熟，儲氫材料的研究大多仍處于實驗室的探索階段。氫能源的制備應(yīng)主要集中在生物制氫這一方面，其他制氫方法，是不可持續(xù)的，不符合科學(xué)發(fā)展的要求。生物制氫中的微生物制

6、氫需要基因工程同化學(xué)工程的有機結(jié)合，這樣才能充分利用現(xiàn)有科技盡快開發(fā)出符合要求的產(chǎn)氫生物。生物質(zhì)制氫需要技術(shù)的不斷改進和大力推廣，這些都是一個艱難的過程。氫氣的儲存主要集中在新材料的發(fā)現(xiàn)方面，對材料的規(guī)?；蚬I(yè)制備還未及考慮，對不同儲氫材料的儲氫機理也有待于進一步研究。另外，因為每一種儲氫材料都有其優(yōu)缺點，且大部分儲氫材料的性能都有加合性的特點，而單一的儲氫材料的性質(zhì)也較多地為人們所認(rèn)識。因此認(rèn)為，應(yīng)該研制出集多種單一儲氫材料儲氫優(yōu)點于一體的復(fù)合儲氫材料是未來儲氫材料發(fā)展的一方向。氫能利用方面很多，有的已經(jīng)實現(xiàn)，有的人們正

7、在努力追求。氫位于元素周期表之首，它的原子序數(shù)為1，在常溫常壓下為氣態(tài)，在超低溫高壓下又可成為液態(tài)。作為能源，氫有以下特點：氫是自估計它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水12級新能源概論課程論文第3頁共9頁是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。所有元素中，氫重量最輕。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，它的密度為0.0899g/l;在-252.7°C時，可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個大氣壓，液氫就可變?yōu)楣腆w氫，除核燃料

8、外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142,351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍。所有氣體中，氫氣的導(dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍，因此在能源工業(yè)中氫是極好。氫燃燒性能好，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。氫能利用形式多，既可