1. 海洋能制氫系統(tǒng)

氫能主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.航天

早在二戰(zhàn)期間,，氫即用作A－2火箭液體推進(jìn)劑。1970年美國(guó)”阿波羅”登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料,。目前科學(xué)家們正研究一種”固態(tài)氫”宇宙飛船,。固態(tài)氫既作為飛船的結(jié)構(gòu)材料，又作為飛船的動(dòng)力燃料,，在飛行期間,，飛船上所有的非重要零部件都可作為能源消耗掉，飛船就能飛行更長(zhǎng)的時(shí)間,。

2.交通

在超聲速飛機(jī)和遠(yuǎn)程洲際客機(jī)上以氫作動(dòng)力燃料的研究已進(jìn)行多年,，目前已進(jìn)人樣機(jī)和試飛階段。據(jù)歐洲空客公司預(yù)測(cè),，到2004年,，歐洲生產(chǎn)的飛機(jī)將部分采用液氫為燃料。德國(guó)戴姆勒一奔馳航空航天公

司以及俄羅斯航天公司從1996年開(kāi)始試驗(yàn),，其進(jìn)展證實(shí),，在配備有雙發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣機(jī)中使用液態(tài)氫，其安全性有足夠保證,。美,、德,、法等國(guó)采用氫化金屬貯氫，而日本則采用液氫作燃料組裝的燃料電池示范汽車(chē),，已進(jìn)行了上百萬(wàn)公里的道路運(yùn)行試驗(yàn),，其經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和安全性均較好,。美國(guó)和加拿大計(jì)劃從加拿大西部到東部的大鐵路上采用液氫和液氧為燃料的機(jī)車(chē),。

3.民用

除了在汽車(chē)行業(yè)外，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在民用方面的應(yīng)用也很廣泛,。氫能發(fā)電,、氫介質(zhì)儲(chǔ)能與輸送，以及氫能空調(diào),、氫能冰箱等,，有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，有的正在開(kāi)發(fā),，有的尚在探索中,。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

目前也開(kāi)發(fā)的如火如茶：以PEMFC為能量轉(zhuǎn)換裝置的小型電站系統(tǒng)和以SOFC為主的大型電站等均在開(kāi)發(fā)中。

4.其它

以氫能為原料的燃料電池系統(tǒng)除了在汽車(chē),、民用發(fā)電等方面的應(yīng)用外,，在軍事方面的應(yīng)用也顯得尤為重要，德國(guó),、美國(guó)均已開(kāi)發(fā)出了以PEMFC為動(dòng)力系統(tǒng)的核潛艇,，該類(lèi)型潛艇具有續(xù)航能力強(qiáng)，隱蔽性好,，無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn),，受到各國(guó)的青睞。

2. 海水氫能源

數(shù)十億年,。

核聚變反應(yīng)燃料是從海水中提煉的氫的同位素氘,。每1升海水中所蘊(yùn)含的氘如果提取出來(lái)，發(fā)生完全的聚變反應(yīng),，能釋放相當(dāng)于300升汽油燃燒時(shí)釋放的能量,。以此推算，根據(jù)目前世界能源消耗水平和海水存量,，核聚變能可供人類(lèi)使用數(shù)億年,，甚至數(shù)十億年。

3. 海水制氫工藝

將海水的pH值調(diào)至堿性時(shí),，可以抑制氯離子的氧化,，使得氧氣更易在陽(yáng)極產(chǎn)生。鄺允介紹，在堿性條件下,，鎳鐵氫氧化物是目前性能較高且最穩(wěn)定的析出氧氣的催化劑,。“選擇鎳鐵氫氧化物作為電催化劑,，或許可以同時(shí)提高電極的選擇性和穩(wěn)定性?！?/p>

針對(duì)氯離子帶來(lái)的腐蝕性問(wèn)題,，研究人員讓硫化鎳生長(zhǎng)在泡沫鎳導(dǎo)體上，并使鎳鐵氫氧化物催化劑生長(zhǎng)在硫化鎳的頂部,，形成多層結(jié)構(gòu),。鄺允表示，泡沫鎳起到導(dǎo)體的作用——傳輸電能,，引發(fā)電解,。在電解過(guò)程中，中間層硫化鎳會(huì)演變成一個(gè)負(fù)電荷層,，保護(hù)陽(yáng)極,。正像兩塊磁鐵的負(fù)極互相推動(dòng)一樣，帶負(fù)電荷的層排斥氯離子,，并阻止其到達(dá)電極內(nèi)部的金屬導(dǎo)體部分,。

4. 海水制氫催化劑

中海油能源發(fā)展股份有限公司早已在氫能領(lǐng)域展開(kāi)布局：

       2020年2月，中海油佛山市城北汽車(chē)加氫站項(xiàng)目工藝設(shè)備及安裝招標(biāo),；7月,，林德宣布中海油簽署合作意向書(shū)，雙方將共同投資和探索中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,，尤其在氫動(dòng)力領(lǐng)域,。

同年9月，中海油更是發(fā)布海上制氫工藝技術(shù)研究招標(biāo)公告,，入局海上制氫,。要知道，我國(guó)海洋資源豐富,，中海油在海水制氫方面有相當(dāng)優(yōu)勢(shì),，未來(lái)五到十年是綠氫和藍(lán)氫為主的競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)的本質(zhì)就是成本控制,，其次是運(yùn)輸方式以及規(guī)?；瑲錃馍a(chǎn)成本中,，原料占了一半,，而海上制氫原料成本很低，而且海水制氫能夠直接制造綠氫,，相比藍(lán)氫和灰氫品質(zhì)更高,，海洋靠近東部沿海城市,，具備廣闊的市場(chǎng)，輸送成本低,，目前雖然還存在一些技術(shù)問(wèn)題,，但是長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看前景廣闊。

       未來(lái)規(guī)劃中,，中海油將分三步推動(dòng)新能源發(fā)展,，其中一項(xiàng)就是發(fā)展海上風(fēng)電電解水制氫，利用現(xiàn)有石油海底管道送到陸地終端,，提供從獲取,、儲(chǔ)存、運(yùn)輸,、使用全周期零碳排能源解決方案,，全面貫徹落實(shí)綠色發(fā)展理念，構(gòu)建多元化清潔能源供應(yīng)體系,。

5. 海水制氫最新技術(shù)

海水制氫是未來(lái)以氫能為主的能源體系的核心目前全球主流的制氫技術(shù)為煤制氫,、天然氣制氫以及水制氫技術(shù)。

其中,，煤制氫和天然氣制氫需要消耗不可再生的化石燃料資源,，同時(shí)產(chǎn)生大量的二氧化碳排放，特別是在單位質(zhì)量產(chǎn)氫量與碳排放指標(biāo)上,，與水電解制氫相比不具有優(yōu)勢(shì),。

但是，水制氫面臨著能耗偏高且全球淡水資源短缺的挑戰(zhàn),，嚴(yán)重制約水制氫技術(shù)的發(fā)展推廣,。

根據(jù)國(guó)家能源集團(tuán)估計(jì)，到2060年光中國(guó)氫氣年需求量將達(dá)1.3億噸,，這也意味著要消耗23億噸的水資源用于制氫,。因此，謝和平院士認(rèn)為,，用取之不盡的海水來(lái)制氫,，才是未來(lái)制氫技術(shù)發(fā)展的主方向，關(guān)鍵是要大力發(fā)展海水制氫新原理,，新技術(shù),。

6. 海水制造氫燃料

氫核聚變反應(yīng)燃料是氫的同位素氘、氚及惰性氣體3He（氦一3）,。

氘和氚在地球上蘊(yùn)藏極其豐富,，據(jù)測(cè)，每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于300升汽油,，這就是說(shuō),，1升海水可產(chǎn)生相當(dāng)于300升汽油的能量。一座100萬(wàn)千瓦的核聚變電站,，每年耗氘量只需304千克