綠色制氫技術(shù)

《綠色制氫技術(shù)》從完成碳中和的角度聚焦氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的第一環(huán)節(jié)——制氫。本書(shū)詳細(xì)介紹了零二氧化碳排放或近零二氧化碳排放的綠色制氫技術(shù)的原理、方法、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)，以及綠色制氫技術(shù)的重要性和可行性，多種綠色制氫技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，包括電解水制氫、海水電解制氫、光解水制氫、核能制氫、垃圾和廢水制氫、生物質(zhì)制氫、醇類(lèi)制氫、烴類(lèi)制氫、氨氣制氫、金屬制氫、硫化氫分解制氫等，最后對(duì)制氫過(guò)程CO2排放估算及化石能源零CO2排放制氫技術(shù)、液氫技術(shù)以及工業(yè)副產(chǎn)氫氣純化等進(jìn)行了闡述，為讀者提供了全面、深入的綠色制氫技術(shù)參考。
《綠色制氫技術(shù)》適合氫能領(lǐng)域制氫技術(shù)研究與工藝開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員，準(zhǔn)備或者已經(jīng)進(jìn)入能源領(lǐng)域的研究人員和工程師、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的專(zhuān)家，政策制定者、決策者以及企業(yè)家、投資者參考閱讀。本書(shū)也適合對(duì)“雙碳”目標(biāo)感興趣的大專(zhuān)院校教師、學(xué)生和普通讀者閱讀。

1.作者影響力強(qiáng)：由我國(guó)氫能行業(yè)的知名專(zhuān)家毛宗強(qiáng)教授領(lǐng)銜編著。 2.內(nèi)容可參考性強(qiáng)：內(nèi)容契合行業(yè)發(fā)展，以綠色制氫為主題，符合行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)和未來(lái)要求， 3.主要內(nèi)容包括：電解水制氫、光解水制氫、生物質(zhì)制氫、醇類(lèi)制氫、其他制氫，并對(duì)制氫過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。

自從我國(guó)確立“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)之后，氫能的重要性得到全國(guó)各界的認(rèn)可。國(guó)家發(fā)改委發(fā)布多個(gè)文件促進(jìn)我國(guó)氫能發(fā)展，其中《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》更是明確指出：到2025年，我國(guó)燃料電池車(chē)輛保有量約5萬(wàn)輛，可再生能源制氫量達(dá)到10萬(wàn)~20萬(wàn)噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分。到2022年底，全國(guó)已經(jīng)有35個(gè)省市發(fā)布了地方氫能發(fā)展目標(biāo)?；叵胛?005年在《求是》雜志發(fā)文“關(guān)注氫能發(fā)展氫能”，呼吁我國(guó)重視氫能的提議，當(dāng)時(shí)響應(yīng)者寥寥；如今，全國(guó)熱捧氫能、發(fā)展氫能，不禁感慨萬(wàn)分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年國(guó)內(nèi)相關(guān)“綠氫”項(xiàng)目(含簽約、在建、投產(chǎn)等)總數(shù)已達(dá)133個(gè)，總投資近1500億元。我國(guó)集中力量辦大事的優(yōu)越性使得我國(guó)氫能迅猛發(fā)展，難怪國(guó)家能源局前局長(zhǎng)徐錠明先生認(rèn)為：中國(guó)有條件打造“氫能帝國(guó)”。
氫位于元素周期表之首，是最輕的也是自然界含量最豐富的元素，大約占宇宙所有物質(zhì)的75%。它存在于所有類(lèi)型的化石燃料中，存在于地球的主要能量來(lái)源——太陽(yáng)中。太陽(yáng)的能量來(lái)自氫原子的核聚變。氫能是清潔的能源載體，它來(lái)源于水，用畢又回歸于水，無(wú)窮盡，無(wú)污染。因此可以說(shuō)，氫能是人類(lèi)未來(lái)的能源。氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括氫的制、儲(chǔ)、運(yùn)、用。制氫是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭，筆者十分重視氫的生產(chǎn)，2005年出版的《氫能——21世紀(jì)的綠色能源》一書(shū)19章中就有6章與制氫有關(guān)。后來(lái)又出版《氫氣生產(chǎn)及熱化學(xué)利用》(2015年)和《制氫工藝與技術(shù)》(2018年)專(zhuān)門(mén)介紹制氫的專(zhuān)著。由于環(huán)境對(duì)制氫的要求變化，我總覺(jué)得以前的書(shū)化石能源制氫講得多，可再生能源制氫講得少，有缺憾。2021年5月，恰逢中國(guó)化工學(xué)會(huì)組織編寫(xiě)“化工碳中和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展叢書(shū)”，編委會(huì)邀請(qǐng)我組織編寫(xiě)《綠色制氫技術(shù)》分冊(cè)，于是欣然受命，組織國(guó)內(nèi)著名機(jī)構(gòu)和學(xué)者編寫(xiě)。
全書(shū)分為17章，每章標(biāo)題及作者如下：
第1章“碳中和”目標(biāo)下的制氫技術(shù)(清華大學(xué)毛宗強(qiáng))；
第2章電解水制氫技術(shù)(清華大學(xué)王誠(chéng)張澤坪)；
第3章海水電解制氫技術(shù)(清華大學(xué)王誠(chéng)張澤坪)；
第4章光化學(xué)分解水制氫技術(shù)(上海電力大學(xué)姚偉峰)；
第5章核能制氫技術(shù)(清華大學(xué)張平)；
第6章廢水生物產(chǎn)氫(清華大學(xué)王建龍陰亞楠)；
第7章垃圾制氫(清華大學(xué)毛宗強(qiáng))；
第8章生物質(zhì)發(fā)酵制氫技術(shù)(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)劉志丹張琳艷鐘添源)；
第9章生物質(zhì)熱化學(xué)制氫(華南理工大學(xué)余皓，廣州大學(xué)黨成雄)；
第10章醇類(lèi)制氫(清華大學(xué)毛宗強(qiáng))；
第11章烴類(lèi)裂解制氫(清華大學(xué)毛宗強(qiáng))；
第12章氨氣制氫(北京華氫科技有限公司毛志明)；
第13章金屬制氫(北京華氫科技有限公司毛志明)；
第14章硫化氫分解制氫(北京華氫科技有限公司毛志明)；
第15章制氫過(guò)程CO2排放估算及化石能源零CO2排放制氫技術(shù)(華北電力大學(xué)程友良)；
第16章液氫(北京華氫科技有限公司毛志明，清華大學(xué)毛宗強(qiáng))；
第17章工業(yè)副產(chǎn)氫氣純化(北京華氫科技有限公司毛志明)。
參與本書(shū)各章節(jié)撰寫(xiě)的作者都是氫能方面的專(zhuān)家，從專(zhuān)業(yè)出發(fā)承擔(dān)相關(guān)章節(jié)編寫(xiě)，以更好地服務(wù)于讀者。
本書(shū)第1章介紹了“雙碳”目標(biāo)下的制氫技術(shù)，首次提出“綠氫=綠色供氫載體+綠色供能載體”，給綠氫的界定以簡(jiǎn)潔明確的判據(jù)。呼吁發(fā)展制氫與人工智能AI以及ChatGPT的耦合。讀者是否接受這些“過(guò)激”的提法，有待時(shí)間證明。
本書(shū)側(cè)重“綠氫”生產(chǎn)工藝與技術(shù)，所以沒(méi)有過(guò)多介紹目前主流的煤炭、天然氣和石油制氫，因?yàn)槲艺J(rèn)為化石能源制氫過(guò)程排放大量CO2和得到“灰氫”，即使加上碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù)都不能將這樣的“灰氫”變成“綠氫”。因此我非常關(guān)注不含碳的供氫載體，如水(淡水、海水和廢水)、金屬、氨氣、硫化氫等。
在多種可再生能源中，生物質(zhì)能是人類(lèi)能源消費(fèi)的重要組成部分，被稱(chēng)為是地球上唯一可再生碳源。據(jù)報(bào)道，2020年我國(guó)主要生物質(zhì)資源年生產(chǎn)量約為34.94億噸，生物質(zhì)資源作為能源利用的開(kāi)發(fā)潛力為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。本書(shū)特別在第8、9章中予以介紹。
本書(shū)特別邀請(qǐng)了我國(guó)第一所培養(yǎng)氫能專(zhuān)業(yè)本科生的“雙一流”建設(shè)高?！A北電力大學(xué)的程友良教授編寫(xiě)第15章，比較各種制氫方法的碳排放，供讀者考慮制氫路線時(shí)參考。
綠氫制備的方式多種多樣，制氫原料五花八門(mén)，由于篇幅限制不能都予收錄，如在2018年出版的《制氫工藝與技術(shù)》分章介紹的生物甘油、生物甲酸、硼氫化鈉制氫。再如為了方便氫的儲(chǔ)存與運(yùn)輸而發(fā)展迅猛的氫制合成氨、氫制甲醇，雖然已經(jīng)達(dá)到工業(yè)化規(guī)模，但也沒(méi)有在本書(shū)中予以介紹。有興趣的讀者可以參考有關(guān)書(shū)籍。
50年前，一批先知先覺(jué)者呼吁發(fā)展氫能、拯救地球，成立了國(guó)際氫能學(xué)會(huì)(IAHE)。2023年5月22~26日IAHE和中國(guó)同行在廣東佛山舉辦了“第十屆世界氫能技術(shù)大會(huì)(WHTC2023)”，以中國(guó)為支點(diǎn)撬動(dòng)世界氫能。本書(shū)作者謹(jǐn)以此書(shū)紀(jì)念I(lǐng)AHE成立五十周年。
借此機(jī)會(huì)感謝張家港富瑞氫能裝備有限公司魏蔚女士，她對(duì)第16章的編寫(xiě)提供了有益的幫助。感謝中國(guó)科學(xué)院康寧先生、清華大學(xué)東莞中心孟祥宇博士、北京海槿新能源技術(shù)研究中心易明總經(jīng)理，他們對(duì)氫能的深刻理解，對(duì)本書(shū)編著大有裨益。
感謝清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院的高帷韜、涂自強(qiáng)和殷屺男，感謝華北電力大學(xué)程友良教授的博士研究生張磊和碩士研究生續(xù)永杰、王凱、孟令輝等，他們?yōu)楸緯?shū)的編寫(xiě)做了很多繁瑣而必要的工作。在本書(shū)出版過(guò)程中，還得到許多同事的鼓勵(lì)和幫助，在此一并致謝。
我要感謝我的夫人方軍(清華大學(xué)退休副教授)，是她一如既往的全力支持，使我從病中康復(fù)的同時(shí)得以完成本書(shū)。
同時(shí)也感謝化學(xué)工業(yè)出版社杜進(jìn)祥、袁海燕編輯的大力支持和各位作者的辛勤勞動(dòng)，使本書(shū)順利完成。
本書(shū)是從事氫能研究的各位專(zhuān)家集體編著的結(jié)晶，希望能對(duì)我國(guó)發(fā)展氫能有所貢獻(xiàn)。氫能的內(nèi)容十分廣博而又在不斷更新，新發(fā)明、新進(jìn)展層出不窮。在編寫(xiě)過(guò)程中，本人盡量收集國(guó)內(nèi)外最新資料，力求論述準(zhǔn)確、理論結(jié)合實(shí)際。由于水平有限，書(shū)中不足之處難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

毛宗強(qiáng)
2023年5月8日于北京清華大學(xué)荷清苑

第1章“碳中和”目標(biāo)下的制氫技術(shù)
1.1制氫為“碳中和”目標(biāo)服務(wù)001
1.1.1氫的“顏色”001
1.1.2豐富多彩的制氫方法002
1.1.3煤炭制氫004
1.1.4天然氣制氫005
1.1.5重油制氫005
1.2綠氫制備技術(shù)005
1.3供氫載體006
1.3.1“氫礦”及其他含氫化合物007
1.3.2液態(tài)陽(yáng)光及其他007
1.4供能載體008
1.4.1化石能源008
1.4.2可再生能源009
1.4.3核能010
1.5制氫技術(shù)展望011
1.5.1人工智能與制氫緊密耦合011
1.5.2ChatGPT助力制氫發(fā)展012
1.5.3電解水制氫技術(shù)前景光明012
1.5.4天然氫有可能商業(yè)化014
參考文獻(xiàn)016

第2章電解水制氫技術(shù)
2.1電解水制氫技術(shù)介紹018
2.1.1電解水制氫技術(shù)基本原理018
2.1.2電解水關(guān)鍵電化學(xué)參數(shù)021
2.1.3電解水制氫技術(shù)分類(lèi)和發(fā)展歷史023
2.2堿性電解水制氫技術(shù)025
2.2.1基本原理025
2.2.2AEL電解槽組成和關(guān)鍵部件026
2.2.3催化劑029
2.2.4催化劑制備方法035
2.2.5代表企業(yè)038
2.3質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)039
2.3.1基本原理039
2.3.2PEM電解槽組成和關(guān)鍵部件040
2.3.3關(guān)鍵部件制備方法048
2.3.4失效機(jī)理050
2.3.5代表企業(yè)054
2.4固體氧化物電解水制氫技術(shù)057
2.4.1基本原理057
2.4.2SOEC電解槽組成和關(guān)鍵部件058
2.4.3關(guān)鍵部件制備方法061
2.4.4失效機(jī)理062
2.4.5代表企業(yè)063
2.5不同技術(shù)路線的比較063
參考文獻(xiàn)064

第3章海水電解制氫技術(shù)
3.1海水電解制氫分類(lèi)與原理072
3.1.1直接海水制氫073
3.1.2間接海水制氫074
3.2海水制氫關(guān)鍵075
3.2.1關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題075
3.2.2電解池設(shè)計(jì)078
3.2.3析氧催化劑設(shè)計(jì)079
3.2.4析氫催化劑設(shè)計(jì)081
3.3海水制氫的電能來(lái)源082
3.3.1海洋能源082
3.3.2海上風(fēng)能083
3.4海上風(fēng)電制氫系統(tǒng)與應(yīng)用示范案例084
3.4.1海上風(fēng)電制氫系統(tǒng)方案084
3.4.2海水風(fēng)電制氫項(xiàng)目案例085
3.5海水制氫經(jīng)濟(jì)分析088
3.5.1理論能量估算088
3.5.2海水淡化成本分析088
3.5.3海上風(fēng)電制氫成本分析088
3.5.4結(jié)論095
參考文獻(xiàn)096

第4章光化學(xué)分解水制氫技術(shù)
4.1光催化研究開(kāi)端099
4.2光催化水分解的基本原理100
4.2.1光催化水分解過(guò)程100
4.2.2光催化水分解反應(yīng)熱力學(xué)101
4.2.3光催化水分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)102
4.3光催化水分解研究進(jìn)展102
4.3.1水分解光催化劑的主要特征102
4.3.2水分解光催化劑研究進(jìn)展103
4.3.3提高光催化劑分解水制氫效率的方法106
4.3.4光催化分解水制氫反應(yīng)器113
4.3.5光解水反應(yīng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試體系120
4.4結(jié)論與展望121
參考文獻(xiàn)122

第5章核能制氫技術(shù)
5.1概述129
5.2基于核能的制氫技術(shù)130
5.2.1甲烷重整130
5.2.2熱化學(xué)循環(huán)分解水131
5.2.3混合循環(huán)135
5.2.4高溫蒸汽電解137
5.2.5常規(guī)電解水139
5.2.6其他技術(shù)139
5.3用于制氫的核能系統(tǒng)140
5.3.1商用核電技術(shù)140
5.3.2核能制氫對(duì)反應(yīng)堆的要求140
5.3.3核氫系統(tǒng)耦合及經(jīng)濟(jì)性142
5.4耦合技術(shù)與安全問(wèn)題143
5.4.1核反應(yīng)堆與制氫廠耦合方案143
5.4.2系統(tǒng)安全144
5.4.3經(jīng)濟(jì)性初步評(píng)價(jià)145
5.5核能制氫研發(fā)國(guó)內(nèi)外進(jìn)展146
5.5.1美國(guó)147
5.5.2日本148
5.5.3韓國(guó)148
5.5.4加拿大148
5.5.5中國(guó)149
5.5.6國(guó)際組織151
5.6核能制氫的綜合應(yīng)用前景151
5.6.1核能制氫-氫冶金151
5.6.2其他154
參考文獻(xiàn)154

第6章廢水生物產(chǎn)氫
6.1概述155
6.2廢水生物產(chǎn)氫技術(shù)155
6.2.1暗發(fā)酵產(chǎn)氫156
6.2.2光發(fā)酵產(chǎn)氫159
6.2.3其他生物產(chǎn)氫技術(shù)160
6.3廢水生物產(chǎn)氫微生物164
6.3.1光發(fā)酵系統(tǒng)中的微生物164
6.3.2暗發(fā)酵系統(tǒng)中的微生物164
6.4廢水生物產(chǎn)氫反應(yīng)器166
6.4.1暗反應(yīng)器166
6.4.2光反應(yīng)器170
6.4.3微生物電解池171
6.5廢水生物產(chǎn)氫的影響因素172
6.5.1廢水來(lái)源172
6.5.2營(yíng)養(yǎng)元素174
6.5.3反應(yīng)條件176
6.6提升廢水生物產(chǎn)氫的方法178
6.6.1強(qiáng)化微生物178
6.6.2底物預(yù)處理179
6.6.3添加劑180
6.6.4運(yùn)行條件優(yōu)化180
6.7廢水生物產(chǎn)氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析181
6.7.1投資成本181
6.7.2運(yùn)營(yíng)成本181
6.7.3成本效益分析181
6.7.4案例分析181
參考文獻(xiàn)182

第7章垃圾制氫
7.1垃圾制氫意義192
7.1.1垃圾是放錯(cuò)地方的資源192
7.1.2目前垃圾處理方法193
7.2垃圾制氫方法193
7.2.1熱分解法垃圾制氫193
7.2.2填埋垃圾制氫194
7.2.3其他垃圾制氫方法198
7.3垃圾制氫進(jìn)展199
7.3.1垃圾制氫國(guó)際進(jìn)展199
7.3.2垃圾制氫國(guó)內(nèi)進(jìn)展199
7.4垃圾制氫前景及建議203
參考文獻(xiàn)203

第8章生物質(zhì)發(fā)酵制氫技術(shù)
8.1生物質(zhì)制氫技術(shù)概述206
8.1.1生物質(zhì)熱化學(xué)制氫技術(shù)206
8.1.2生物質(zhì)微生物制氫技術(shù)208
8.2生物質(zhì)發(fā)酵基本原理210
8.3生物質(zhì)發(fā)酵制氫研究進(jìn)展212
8.3.1接種物的選擇以及處理方式212
8.3.2反應(yīng)pH213
8.3.3溫度213
8.3.4原料214
8.3.5反應(yīng)器214
8.4生物質(zhì)兩階段發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷（生物氫烷）215
8.4.1氫烷及其重要性215
8.4.2兩階段發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)生物氫烷的過(guò)程及特點(diǎn)215
8.4.3微生物種群影響216
8.4.4過(guò)程集成216
8.4.5生物電化學(xué)監(jiān)測(cè)218
8.4.6放大技術(shù)挑戰(zhàn)226
8.4.7生物氫烷及綜合利用227
8.5生物質(zhì)發(fā)酵制備生物氫烷案例介紹227
8.5.1北京郊區(qū)農(nóng)場(chǎng)案例227
8.5.2西北農(nóng)業(yè)廢棄物案例230
8.5.3泰國(guó)棕櫚油廠廢水制取生物氫烷案例232
8.5.4中試規(guī)模生物氫烷案例比較和分析232
8.6生物質(zhì)發(fā)酵技術(shù)經(jīng)濟(jì)小結(jié)233
參考文獻(xiàn)234

第9章生物質(zhì)熱化學(xué)制氫
9.1生物質(zhì)簡(jiǎn)介238
9.2生物質(zhì)熱解制氫239
9.3生物質(zhì)氣化制氫240
9.4生物油制氫技術(shù)241
9.5生物氣制氫技術(shù)243
9.5.1生物氣的來(lái)源與性質(zhì)243
9.5.2生物氣干重整制氫技術(shù)246
9.5.3生物氣蒸汽重整制氫技術(shù)253
9.5.4生物氣部分氧化重整制氫技術(shù)256
9.5.5生物氣吸收強(qiáng)化重整制氫技術(shù)261
9.5.6生物氣化學(xué)鏈重整制氫技術(shù)266
9.5.7生物氣重整制氫的耦合技術(shù)268
9.5.8生物氣重整制氫反應(yīng)器268
9.5.9生物氣蒸汽重整制氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)分析273
9.6生物質(zhì)熱化學(xué)制氫的工程案例276
參考文獻(xiàn)278

第10章醇類(lèi)制氫
10.1甲醇制氫284
10.1.1甲醇蒸汽重整制氫285
10.1.2甲醇水相重整制氫285
10.2乙醇制氫285
10.2.1乙醇直接裂解制氫286
10.2.2乙醇蒸汽重整制氫286
10.2.3乙醇二氧化碳重整制氫287
10.2.4電催化強(qiáng)化乙醇制氫287
10.2.5等離子強(qiáng)化乙醇制氫287
10.2.6乙醇制氫催化劑287
10.3多元醇制氫技術(shù)：甘油制氫287
10.3.1甘油及甘油性質(zhì)287
10.3.2甘油蒸汽重整制氫288
10.3.3甘油水相重整制氫289
10.3.4甘油干重整制氫289
10.3.5甘油高溫?zé)峤夥ㄖ卣茪?89
10.3.6甘油超臨界重整制氫289
10.4醇類(lèi)重整制氫反應(yīng)器290
10.4.1固定床反應(yīng)器290
10.4.2微通道反應(yīng)器290
10.4.3微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器291
10.4.4膜反應(yīng)器291
10.5醇類(lèi)制氫技術(shù)的特點(diǎn)291
10.5.1甲醇、乙醇制氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性291
10.5.2甲醇、乙醇制氫的CO2排放291
10.5.3甘油制氫的CO2排放及經(jīng)濟(jì)性292
10.5.4制氫與燃料電池耦合系統(tǒng)292
參考文獻(xiàn)293

第11章烴類(lèi)裂解制氫
11.1烴的定義及制氫方法294
11.2烴類(lèi)分解制取氫氣和炭黑方法295
11.2.1熱裂解法295
11.2.2等離子體法295
11.3天然氣熱裂解制氫295
11.3.1天然氣高溫?zé)崃呀庵茪?96
11.3.2天然氣催化熱裂解制造氫氣297
11.3.3天然氣等離子裂解制氫298
11.3.4熔融金屬天然氣熱裂解制氫299
11.4熱分解制氫氣和炭黑與傳統(tǒng)方法的比較300
11.4.1分解天然氣的能耗300
11.4.2氫氣產(chǎn)品的能耗與原料消耗300
11.4.3排放CO2比較300
11.4.4能量利用比較301
參考文獻(xiàn)301

第12章氨氣制氫
12.1氨氣性質(zhì)及用途303
12.1.1氨氣能源特性303
12.1.2氨的用途304
12.1.3氨是理想的氫載體305
12.2氨制氫原理306
12.2.1氨分解制氫熱力學(xué)306
12.2.2氨分解制氫動(dòng)力學(xué)306
12.3氨氣制氫方法309
12.3.1熱催化法309
12.3.2等離子體催化法310
12.3.3其他氨分解制氫方法310
12.4氨制氫的設(shè)備311
參考文獻(xiàn)312

第13章金屬制氫
13.1金屬制氫的必要性314
13.2金屬制氫能力314
13.3鋁-水制氫體系316
13.3.1Al/H2O反應(yīng)制氫原理316
13.3.2鋁水制氫方法317
13.3.3鋁水體系的特殊場(chǎng)景323
13.4鋁制氫設(shè)備324
13.5廢鋁制氫326
13.5.1廢鋁制氫意義326
13.5.2廢鋁制氫方法326
13.5.3廢鋁制氫現(xiàn)狀327
13.6金屬制氫技術(shù)展望328
參考文獻(xiàn)328

第14章硫化氫分解制氫
14.1硫化氫分解反應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)331
14.1.1反應(yīng)原理331
14.1.2熱力學(xué)分析331
14.1.3動(dòng)力學(xué)研究332
14.1.4動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理332
14.2硫化氫分解方法333
14.2.1熱分解法333
14.2.2電化學(xué)法335
14.2.3微波法336
14.2.4光化學(xué)催化法337
14.2.5等離子體法337
14.3硫化氫分解的主要研究方向339
參考文獻(xiàn)340

第15章制氫過(guò)程CO2排放估算及化石能源零CO2排放制氫技術(shù)
15.1引言343
15.1.1制氫過(guò)程CO2排放估算簡(jiǎn)述343
15.1.2化石能源零CO2排放制氫技術(shù)簡(jiǎn)介343
15.2制氫過(guò)程CO2排放估算345
15.2.1不同制氫技術(shù)評(píng)價(jià)345
15.2.2制氫過(guò)程CO2排放估算方法348
15.2.3制氫過(guò)程CO2排放估算舉例354
15.2.4制氫技術(shù)的生命周期評(píng)價(jià)358
15.3化石能源零CO2排放制氫技術(shù)363
15.3.1化石能源零排放制氫技術(shù)簡(jiǎn)介363
15.3.2化石能源零排放制氫技術(shù)舉例366
15.3.3零CO2排放制氫新進(jìn)展372
15.4零CO2制氫技術(shù)展望377
15.4.1零CO2制氫總結(jié)377
15.4.2展望377
參考文獻(xiàn)378

第16章液氫
16.1液氫及性質(zhì)380
16.1.1液氫性質(zhì)380
16.1.2液氫外延產(chǎn)品381
16.2液氫用途383
16.3液氫生產(chǎn)383
16.3.1正氫與仲氫383
16.3.2液氫生產(chǎn)工藝385
16.3.3液氫生產(chǎn)典型流程388
16.3.4全球液氫生產(chǎn)390
16.3.5液氫生產(chǎn)成本390
16.4液氫的儲(chǔ)存與運(yùn)輸391
16.4.1液氫儲(chǔ)存391
16.4.2液氫運(yùn)輸392
16.5液氫加注系統(tǒng)394
16.5.1液氫加注系統(tǒng)395
16.5.2防止兩相流的措施396
16.6液氫安全396
16.7液氫標(biāo)準(zhǔn)399
16.8中國(guó)液氫產(chǎn)業(yè)399
參考文獻(xiàn)400

第17章工業(yè)副產(chǎn)氫氣純化
17.1變壓吸附法404
17.1.1變壓吸附制氫工藝404
17.1.2變壓吸附在氫氣分離中的應(yīng)用與發(fā)展409
17.2膜分離法411
17.2.1有機(jī)膜分離411
17.2.2無(wú)機(jī)膜分離416
17.2.3液態(tài)金屬分離418
17.3深冷分離法419
17.3.1低溫吸附法419
17.3.2低溫冷凝法420
17.3.3工業(yè)化低溫分離420
參考文獻(xiàn)421