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俄羅斯新技術(shù)：廢鋁制氫研究成功展現(xiàn)

發(fā)布時(shí)間：2018-07-04 13:54:16 作者：錦鋁金屬 瀏覽次數(shù)：

　　根據(jù)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(zhì)。
　　
　　制備氫氣的方法目前較為成熟，從多種能源來(lái)源中都可以制備氫氣，每種技術(shù)的成本及環(huán)保屬性都不相同。主要分為五種技術(shù)路線：氯堿工業(yè)副產(chǎn)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(wèn)題是如何控制制氫過(guò)程中的碳排放 、成本方面，未來(lái)技術(shù)的主要發(fā)展方向是使用可再生能源電解水，包括生物制氫和太陽(yáng)能制氫等。
　　
　　主流制氫方法

主流制氫方法

全球制氫主要來(lái)源

全球制氫主要來(lái)源

日本不同制氫方法產(chǎn)能占比

日本不同制氫方法產(chǎn)能占比

　　全球來(lái)看，目前主要的制氫原料 96%以上來(lái)源于傳統(tǒng)能源的化學(xué)重整（48%來(lái)自天然氣重整、30%來(lái)自醇類(lèi)重整，18%來(lái)自焦?fàn)t煤氣） ，4%左右來(lái)源于電解水。
　　
　　日本鹽水電解的產(chǎn)能占所有制氫產(chǎn)能的 63%，此外產(chǎn)能占比較高的還包括天然氣改制（8%）、乙烯制氫（7%）、焦?fàn)t煤氣制氫（6%）和甲醇改質(zhì)（6%）等。
　　
　　目前國(guó)內(nèi)主流的氫氣來(lái)源為焦?fàn)t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(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境造成污染，如果再經(jīng)過(guò)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(lái)源時(shí)，主要依靠氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫、天然氣、甲醇、液氨重整產(chǎn)生的氫氣，未來(lái)在體系完善技術(shù)加強(qiáng)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(yīng)鏈。
　　
　　目前燃料電池所使用的氫氣來(lái)源主要的途徑是來(lái)源于氯堿工業(yè)的副產(chǎn)品。
　　
　　俄羅斯國(guó)度研討型大學(xué)“莫斯科鋼鐵學(xué)院”研發(fā)出鋁及有色金屬?gòu)U料化學(xué)制氫技術(shù)及實(shí)驗(yàn)裝置，所制備的氫可用于車(chē)載供電系統(tǒng)及固定式小型電力裝置。相關(guān)成果發(fā)布在《Powder Technology》科學(xué)期刊上。
　　
　　該校科研團(tuán)隊(duì)采用“鋁-水”系統(tǒng)以廢鋁作為反響物研發(fā)出化學(xué)制氫的整套技術(shù)，包括，原材料的化驗(yàn)分析、廢鋁粉碎處置方案、氧化過(guò)程工藝參數(shù)的選擇、所制備固體金屬反響物存儲(chǔ)和運(yùn)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(shè)計(jì)制造出制氫實(shí)驗(yàn)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(gòu)成氧化維護(hù)膜，隔絕氧化劑與金屬鋁的接觸，抑止化學(xué)反響的中止，科研團(tuán)隊(duì)在整套技術(shù)中增加了機(jī)械活化這個(gè)工藝環(huán)節(jié)，即對(duì)廢鋁中止粉碎和化學(xué)處置，防止其氧化維護(hù)膜的構(gòu)成。
　　
　　鋁與水反響所產(chǎn)生的氫 氣可用于燃料電池發(fā)電，重量15克的飲料易拉罐貯藏的化學(xué)能為255千焦耳，折合成的能源可使油耗5升的汽車(chē)行駛20米。俄羅斯每年可產(chǎn)生20-30億個(gè)鋁制易拉罐，約合4萬(wàn)多噸純鋁，而整個(gè)歐洲再生鋁市場(chǎng)范圍達(dá)千萬(wàn)噸，其中一半未被有效應(yīng)用，糜費(fèi)的能源大約為130太焦耳。
　　
　　鋁為活潑金屬，在空氣中發(fā)作緩慢氧化，廢棄的鋁會(huì)在短時(shí)間內(nèi)被腐蝕掉，一方面，有價(jià)值金屬未被有效應(yīng)用;而另一方面，釋放出的氫 氣又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。部分歐洲國(guó)度回收廢鋁及其它有色金屬?gòu)U料，中止分選、再熔煉，之后作為再生原材料二次應(yīng)用，在這方面成功事例為瑞士，其每年廢鋁回收處置率可達(dá)90%以上，但這種處置方法帶來(lái)運(yùn)輸、清洗和再熔煉的費(fèi)用，并產(chǎn)生大量毒性殘?jiān)愿鲊?guó)正努力研發(fā)廢鋁綜合處置技術(shù)，以期在清潔能源范疇有所突破。