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2021-11-18 20:03:14 jinqian 0

“精准剪接”煤分子,完成煤炭清洁利用,实现这一构想离不开先进、高效的催化剂,同时还要摒弃传统的氧助气化过程,有“绿氢”的帮助才能做到。

星座娱乐平台氢气在自然界不存在,需要人工获取,还要储存、转换和应用。所谓“绿氢”,是指通过风能、光能等可再生能源发电,再用清洁的电力分解水制备出的氢气。这被认为是未来获取氢能的主要方式。但电解水制氢的成本比较高,全球每年消耗的5000万吨左右氢气中,仅有4%来自电解水,而且所用电能也非全部来自可再生能源。大多数氢气来自化石能源,其中又以煤制氢价格最便宜。但以煤制氢,又免不了排放二氧化碳。

科研人员正在开发高效、便利、低成本获取“绿氢”的途径。比如,发展大规模、低能耗、高稳定性的电解水制氢新技术,通过材料和过程的创新降低能耗和成本等。专家认为,如果人们能够比较经济地获得“绿氢”,未来就能形成一条比较完善的氢能产业链,推动氢能在各个行业的应用,最终甚至会形成一套独立于石油天然气和电力的新体系。

氢气的价值远不止助力煤炭清洁利用。包信和认为,氢能利用效率高、无污染,还能与多种能源耦合,可以说是实现碳中和目标的关键。当今能源体系是由化石能源产生电力、液体燃料,再到达最终用户。在未来能源构架中,氢能将与电力一起居于核心位置,为终端用户供能。

在能量释放效率上,氢燃料电池技术比内燃机更高,氢气有潜力取代汽油,在交通领域有广阔的应用前景。又如,传统的炼钢方式,主要通过焦炭燃烧提供还原反应所需要的热量,并产生还原剂一氧化碳,将铁矿石还原得到铁,再把铁炼成钢,整个过程会产生大量的二氧化碳;氢能炼钢则利用氢气替代一氧化碳做还原剂,其还原产物为水,从而极大降低炼钢的二氧化碳排放。“以氢代煤”有望引领钢铁行业绿色转型。

氢能要想大规模使用,除了需降低制备成本外,储存和输运也是必须克服的难题。针对这一痛点,我国科研人员探索“液态阳光甲醇”技术路线,即将“绿氢”与二氧化碳结合制成液态甲醇。将太阳能等可再生能源储存在甲醇中,提供了一条可再生能源储存和输运的新模式。这样不仅可以解决氢气储运问题,还能中和二氧化碳。此外,甲醇使用后分解得到的二氧化碳和水,又是下一轮循环的载体。

中科院院士、中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部部长李灿介绍,经过多年攻关,我国完成了全球首套直接利用太阳能“液态阳光甲醇”合成技术的规模化示范工程,正在推广10万吨级“液态阳光甲醇”合成技术的工业化应用。


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