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氢能系统
氢能系统
氢能,氢和氧进行化学反应释放出的化学能,是一种二次清洁能源,被誉为“21世纪终极能源”,也是在碳达峰、碳中和的大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。 氢在地球上主要以化合态的形式出现,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,是二次能源。氢能在21世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源,氢的制取、储存、运输、应用技术也将成为21世纪备受关注的焦点。氢具有燃烧热值高的特点,是汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源。资源丰富,可持续发展。
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       大型电站,无论是水电、火电或核电,都是把发出的电送往电网,由电网输送给用户。但是各种用电户的负荷不同,电网有时是高峰,有时是低谷。为了调节峰荷、电网中常需要启动快和比较灵活的发电站,氢能发电就最适合抢演这个角色。利用氢气和氧气燃烧,组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内燃发动机配以发电机,它不需要复杂的蒸汽锅炉系统,因此结构简单,维修方便,启动迅速,要开即开,欲停即停。在电网低负荷时,还可吸收多余的电来进行电解水,生产氢和氧,以备高峰时发电用。这种调节作用对于用网运行是有利的。另外,氢和氧还可直接改变常规火力发电机组的运行状况,提高电站的发电能力。例如氢氧燃烧组成磁流体发电,利用液氢冷却发电装置,进而提高机组功率等。



      更新的氢能发电方式是氢燃料电池。这是利用氢和氧(成空气)直接经过电化学反应而产生电能的装置。换言之,也是水电解槽产生氢和氧的逆反应。70年代以来,日美等国加紧研究各种燃料电池,现已进入商业性开发,日本已建立万千瓦级燃料电池发电站,美国有30多家厂商在开发燃料电池.德、英、法、荷、丹、意和奥地利等国也有20多家公司投入了燃料电池的研究,这种新型的发电方式已引起世界的关注。



       燃料电池的简单原理是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,能源转换效率可达60%-80%,而且污染少,噪声小,装置可大可小,非常灵活。最早,这种发电装置很小,造价很高,主要用于宇航作电源。现已大幅度降价,逐步转向地面应用。


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