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俄羅斯新技術:廢鋁制氫研究成功展現

發布時間:2018-07-04 13:54:16 作者:錦鋁金屬 瀏覽次數:

  根據氫氣的原料不同,氫氣的制備方法可以分為非再生制氫和可再生制氫,前者的原料是化石燃料,后者的原料是水或可再生物質。
  
  制備氫氣的方法目前較為成熟,從多種能源來源中都可以制備氫氣,每種技術的成本及環保屬性都不相同。主要分為五種技術路線:氯堿工業副產氫、電解水制氫、化工原料制氫、石化資源制氫和新型制氫方法等。目前制備氫氣的主要問題是如何控制制氫過程中的碳排放 、成本方面,未來技術的主要發展方向是使用可再生能源電解水,包括生物制氫和太陽能制氫等。
  
  主流制氫方法

主流制氫方法

全球制氫主要來源

全球制氫主要來源

日本不同制氫方法產能占比

日本不同制氫方法產能占比

  全球來看,目前主要的制氫原料 96%以上來源于傳統能源的化學重整(48%來自天然氣重整、30%來自醇類重整,18%來自焦爐煤氣) ,4%左右來源于電解水。
  
  日本鹽水電解的產能占所有制氫產能的 63%,此外產能占比較高的還包括天然氣改制(8%)、乙烯制氫(7%)、焦爐煤氣制氫(6%)和甲醇改質(6%)等。
  
  目前國內主流的氫氣來源為焦爐煤氣制氫,但考慮到所制得的氫氣純度不高(含硫),且制氫的過程耗時長、對環境造成污染,如果再經過脫硫脫硝的步驟則增加了制氫的成本。因此在考慮燃料電池所使用的氫氣來源時,主要依靠氯堿工業副產氫、天然氣、甲醇、液氨重整產生的氫氣,未來在體系完善技術加強的情況下將逐步選用可再生能源電解水制氫,打造真正零污染的氫能供應鏈。
  
  目前燃料電池所使用的氫氣來源主要的途徑是來源于氯堿工業的副產品。
  
  俄羅斯國度研討型大學“莫斯科鋼鐵學院”研發出鋁及有色金屬廢料化學制氫技術及實驗裝置,所制備的氫可用于車載供電系統及固定式小型電力裝置。相關成果發布在《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
  
  研制出廢鋁制氫的氧化劑,并設計制造出制氫實驗裝置。裝置適用于處置廢鋁及其它水解金屬以制備氫燃料,具有可靠的防爆性。由于金屬鋁表面易構成氧化維護膜,隔絕氧化劑與金屬鋁的接觸,抑止化學反響的中止,科研團隊在整套技術中增加了機械活化這個工藝環節,即對廢鋁中止粉碎和化學處置,防止其氧化維護膜的構成。
  
  鋁與水反響所產生的氫 氣可用于燃料電池發電,重量15克的飲料易拉罐貯藏的化學能為255千焦耳,折合成的能源可使油耗5升的汽車行駛20米。俄羅斯每年可產生20-30億個鋁制易拉罐,約合4萬多噸純鋁,而整個歐洲再生鋁市場范圍達千萬噸,其中一半未被有效應用,糜費的能源大約為130太焦耳。
  
  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。

 

 
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