氫氣制備技術發展現狀分析及展望

1 概述

隨著全球人口增長、工業化和城市化進程加快，能源需求迅速上升

。目前，全球約85%的能源消耗來自不可再生資源，即煤、天然氣和石油。這些能源的消耗導致了環境問題(如全球變暖)、經濟問題、政治危機的出現。氫是最清潔的能源之一

，而且氫氣的能量密度高，為120～142 MJ/kg

，是甲烷、汽油和煤的2.4、2.8和4倍

。此外，氫氣用途廣泛

，不僅可以用于金屬冶煉、合成氨以及提煉石油，同時氫氣也用于交通運輸、發電、儲能等領域。未來，以氫為能量載體的燃料電池將廣泛應用于交通運輸和便攜式、固定式電源

。氫有著眾多優點，但要實現以氫氣為核心的清潔能源消費，擴大氫能覆蓋領域，還需要對氫能的可行性和利用性進行評估，如制氫技術與成本，氫的儲存能力以及氫的運輸和利用等問題。探索低成本、高效率、高純度的大規模工業化氫氣制儲運技術對實現氫能產業快速發展有深遠意義和影響。

2 氫氣制備方法

2.1 化石能源制氫

① 煤制氫

煤制氫是工業大規模制氫的首選方式之一

，在不考慮碳稅的情況下，煤制氫較其他化石能源制氫的成本低

。煤制氫是煤炭經過高溫氣化生成合成氣(CO+H

)，其中H

被萃取之后，CO經過水煤氣變換反應生成更多的H

，最后通過脫除酸性氣體和氫氣提純等得到不同純度的氫氣。典型的煤制氫反應如下

：

傳統煤制氫工藝雖然技術成熟且原料成本低，但其裝置和設備結構復雜、運轉周期相對短、投資高、產氫效率偏低、CO

排放量大。煤制氫工藝的核心是氣化技術，為提高煤氣化產氫效率和降低該過程中的碳排放，需要新的概念和技術途徑?！?br>