Wasserstoff und Stickstoff werden unter einem Metallkatalysator und bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen direkt kombiniert, um Ammoniak zu erzeugen. Synthetisches Ammoniak ist derzeit nach Raffinerien die zweitgrößte Anwendung für Wasserstoff. Der am häufigsten verwendete Katalysator basiert auf Eisen und ist mit K2O, CaO, SiO2 und Al2O3 modifiziert. Das Mischgas durchläuft normalerweise vier Katalysatorbetten und wird zwischen jedem Kühlbett gekühlt, um eine angemessene Reaktionsgleichgewichtskonstante aufrechtzuerhalten. Bei jedem Durchgang durch ein Katalysatorbett werden nur etwa 15 % des Gases in Ammoniak umgewandelt: Das flüssige Ammoniak wird entfernt und das nicht umgesetzte Gas durch den Kompressor recycelt. In modernen Fabriken kann die Gesamtumwandlungsrate mehr als 97 % erreichen. Eine Anlage zur Herstellung von synthetischem Ammoniak mit einer Kapazität von 1.000 Tonnen/Tag benötigt 336 m3 Wasserstoff für jede produzierte Tonne Ammoniak. Die Hauptkosten der großtechnischen Produktion von synthetischem Ammoniak hängen von den Kosten für Wasserstoff ab.

Methanol kann aus Synthesegas (Kohlenmonoxid und Wasserstoff) in einem Festbettreaktor mit einem mit Kupfer- und Zinkoxiden beschichteten Aluminiumoxidpartikelkatalysator hergestellt werden. Methanol kann auch durch die direkte Kombination von Wasserstoff und Kohlendioxid hergestellt werden. Bei diesem Verfahren werden Wasserstoff und Kohlendioxid in die versiegelte Kammer des Reaktionsgefäßes mit dem Katalysator gepumpt und auf 180–250 °C erhitzt. Die maximale Umwandlung von Kohlendioxid in Methanol beträgt etwa 24 %. Nicht umgewandeltes Kohlendioxid und Wasserstoff werden zurückgewonnen und in den Behälter zurückgeführt. Eine Methanolanlage mit einer Kapazität von 2.500 Tonnen/Tag benötigt etwa 560 m3 Wasserstoff für jede produzierte Tonne Methanol.

1. Bei der Erdölraffinierung wird Wasserstoff hauptsächlich zur Hydrodesulfurierung von Naphtha, zur Hydrodesulfurierung von Gasöl, zur Hydrodesulfurierung von Heizöl, zur Verbesserung der flammenlosen Höhe von Flugzeugtreibstoff und zum Hydrocracken verwendet.

2. Hydrocracken ist ein katalytischer Crackprozess, der in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt wird. Die Hauptmerkmale der Reaktion sind das Aufbrechen von C-C-Bindungen, eine niedrige Raumgeschwindigkeit und eine große Menge an eingesetztem Wasserstoff. In der petrochemischen Industrie wird Wasserstoff hauptsächlich zur Hydrierung von C3-Fraktionen, zur Hydrierung von Benzin, zur Hydrodealkylierung von C6-C8-Fraktionen und zur Herstellung von Cyclohexan verwendet.

1. Entfernen Sie Verunreinigungen wie Sulfide, Stickstoffverbindungen, Blei und Arsen im Naphtha.

2. Der Betriebsdruck der Hydrodesulfurierung der Dieselfraktion und der schweren Fraktion beträgt 3–4 MPa und die Temperatur beträgt 340–380 °C. Die Hydroentschwefelung von Heizöl ist hauptsächlich auf Umweltschutzanforderungen zurückzuführen, da 95 % der Luftverschmutzung durch SO2 verursacht wird, das bei der Verbrennung von Heizöl freigesetzt wird. Bei der Hydroentschwefelung wird viel Wasserstoff verbraucht, sodass im Prozess eine direkte oder indirekte Entschwefelung eingesetzt werden kann.

3. Selektive Hydrierung wird hauptsächlich für Hochtemperatur-Crackprodukte verwendet. Die Gasphasenhydrierung wird für die Ethylenfraktion und die Flüssigphasenhydrierung für die Propylenfraktion verwendet. Die Benzinfraktion ist reich an Diolefinen, Olefinen und aromatischen Kohlenwasserstoffen. Da diese Verbindungen mit Luft in Kontakt kommen, entstehen während des Prozesses Kolloide. Daher muss eine Hydrierung durchgeführt werden, um instabile Verbindungen in stabile Produkte umzuwandeln.

Der Prozess der Hydrierung zur Entfernung schädlicher Verbindungen. Neben Schwefelwasserstoff, Mercaptanen und Gesamtschwefel können während des Hydrierungsprozesses auch Alkine, Alkene, Metalle und Metalloide entfernt werden. Daher kann der Einsatz der Hydrierungstechnologie in der modernen petrochemischen Verarbeitung die Qualität von Petrochemikalien verbessern und die Produktion der wertvollsten Petrochemikalien steigern. Reduzieren Sie die Entstehung von Schwerölrückständen und Teer, reduzieren Sie die Menge an Kohlenstoffablagerungen und verbessern Sie die Effizienz Dank ihrer Anpassungsfähigkeit können viele wertvolle petrochemische Produkte aus Abfällen der Erdölverarbeitung gewonnen werden, indem eine Reihe von Produkten gereinigt und schädliche Verunreinigungen entfernt werden. Wasserstoff ist das gebräuchlichste Reinigungs- und Vernetzungsmittel für moderne Produkte der petrochemischen Industrie und kann die Produktionskapazität großer Crackanlagen verbessern.

Im Bereich der petrochemischen Industrie können Wasserstoff und Kohlenmonoxid zur Reaktion zur Synthese einer Vielzahl organischer Verbindungen verwendet werden, beispielsweise bei der Synthese von Ethylenglykol, der Synthese von Polymethylen (Polymethylen), der Homologisierungsreaktion von Alkoholen und der Reaktion mit ungesättigten Alkoholen Kohlenwasserstoffe zur Herstellung von Aldehyden usw. Mit der Fischer-Tropsch-Methode können verschiedene Kohlenwasserstoffe synthetisiert werden, darunter Motorkraftstoffe und eine Reihe wertvoller einzelner organischer Verbindungen wie festes Paraffin, sauerstoffhaltige Verbindungen usw.

1. Herstellung von Alkoholen aus Aldehyden, Herstellung von Alkenen aus Alkinen, Herstellung von Benzol durch Dealkylierung von Toluol, Herstellung von Anilin durch Hydrierung von Nitrobenzol, Herstellung von hydriertem Naphthalin aus Naphthalin usw.

2. Diphenylmethylendiisocyanat (MDI), Toluoldiisocyanat (TDI), Adipinsäure, Fettalkohole usw., die in der Leichtchemieindustrie verwendet werden, erfordern alle katalytische Hydrierungsverfahren.

„Beim Kristallwachstum elektronischer Materialien und der Vorbereitung von Substraten, Oxidationsprozessen, Epitaxieprozessen und der chemischen Gasphasenabscheidungstechnologie (CVD) muss Wasserstoff als Reaktionsgas, Reduktionsgas oder Schutzgas verwendet werden.

Oxidationsprozess: Bei der Wasserstoff-Sauerstoff-Synthese und -Oxidation werden hochreiner Wasserstoff und hochreiner Sauerstoff unter Normaldruck in ein Quarzrohr geleitet, wodurch sie bei einer bestimmten Temperatur verbrennen, um hochreinen Wasserdampf zu erzeugen reagiert mit Silizium und erzeugt eine hochwertige SiO2-Membran.

Beim Epitaxieprozess reagiert Siliziumtetrachlorid oder Trichlorsilan mit Wasserstoff auf der Oberfläche des erhitzten Siliziumsubstrats, um das Silizium zu reduzieren und es auf dem Siliziumsubstrat abzuscheiden, um eine Epitaxieschicht zu bilden.

Chemische Gasphasenabscheidungstechnologie (CVD): Eine Methode, bei der eine oder mehrere Gasphasenverbindungen oder Elemente, die Dünnfilmelemente enthalten, verwendet werden, um eine chemische Reaktion auf der Oberfläche eines Substrats durchzuführen und einen Dünnfilm zu bilden. Die chemische Gasphasenabscheidung ist eine neue Technologie, die in den letzten Jahrzehnten zur Herstellung anorganischer Materialien entwickelt wurde. Die chemische Gasphasenabscheidung wird häufig zur Reinigung von Substanzen, zur Entwicklung neuer Kristalle und zur Abscheidung verschiedener einkristalliner, polykristalliner oder glasartiger anorganischer Dünnschichtmaterialien eingesetzt. Diese Materialien können Oxide, Sulfide, Nitride, Carbide oder binäre oder Multielement-Interelementverbindungen der Gruppen III-V, II-IV, IV-VI sein, und ihre physikalischen Funktionen können durch den Gasphasenabscheidungsprozess geleitet werden wird präzise kontrolliert. "

Die Herstellung von Polysilizium in der Elektronikindustrie erfordert den Einsatz von Wasserstoff. Wenn Silizium Chlorwasserstoff zur Erzeugung von Trichlorsilan SiHCl3 verwendet, wird es durch einen Fraktionierungsprozess abgetrennt. Das gereinigte Trichlorsilan verwendet einen Hochtemperaturreduktionsprozess, um hochreines SiHCl3 in einer H2-Atmosphäre zu reduzieren und abzuscheiden, um Polysilizium zu erzeugen. Seine chemische Reaktion SiHCl3 H2→Si HCl erreicht die für Halbleiter erforderliche Reinheit.

Bei der Herstellung von elektrischen Vakuummaterialien und -geräten wie Wolfram und Molybdän wird Oxidpulver mit Wasserstoff reduziert und anschließend zu Drähten und Bändern verarbeitet. Je höher die Reinheit des verwendeten Wasserstoffs, desto niedriger ist der Wassergehalt und die Reduktionstemperatur ist umso geringer, je feiner das gewonnene Wolfram- und Molybdänpulver ist.

Die Anforderungen an die Reinheit des Füllgases für verschiedene gasgefüllte Elektronenröhren wie Wasserstoffthyristoren, Ionenröhren, Laserröhren usw. sind höher. Die Reinheit des bei der Herstellung von Bildröhren verwendeten Wasserstoffs liegt über 99,99 %.

Die Herstellung von integrierten Halbleiterschaltkreisen erfordert eine extrem hohe Gasreinheit. Beispielsweise beträgt die zulässige Konzentration an Sauerstoffverunreinigungen. Der „Einbau“ von Spurenmengen an Verunreinigungen verändert die Oberflächeneigenschaften von Halbleitern und verringert sogar die Produktausbeute oder führt zu Ausschuss.

Auch bei der Herstellung von Solarzellen aus amorphem Silizium wird hochreiner Wasserstoff benötigt. Amorpher Silizium-Dünnschichthalbleiter ist ein neues Material, das in den letzten zehn Jahren international erfolgreich entwickelt wurde und attraktive Anwendungsaussichten in der Solarenergieumwandlung und Informationstechnologie gezeigt hat.

Die Anwendung und Entwicklung optischer Fasern ist eines der wichtigen Symbole der neuen technologischen Revolution. Quarzglasfasern sind der Haupttyp optischer Fasern. Während des Herstellungsprozesses ist die Verwendung von Wasserstoff-Sauerstoff-Flammenerwärmung und Dutzenden von Ablagerungen erforderlich Bestimmen Sie die Reinheit und Sauberkeit des Wasserstoffs. Alle haben sehr hohe Anforderungen.

In der Glasindustrie weit verbreitete Gase sind Wasserstoff, Acetylen, Sauerstoff und Stickstoff. In der Floatglas-Formungsanlage befindet sich geschmolzenes Zinn. Es oxidiert leicht und erzeugt Zinnoxid, wodurch das Glas mit Zinn verfärbt wird und der Zinnverbrauch zunimmt. Daher muss das Zinnbad abgedichtet werden und es muss reiner Wasserstoff vorhanden sein Kontinuierlich zugeführtes Stickstoff-Mischgas hält den Überdruck und die reduzierende Atmosphäre im Tank aufrecht, um die Zinnflüssigkeit vor Oxidation zu schützen. Der Wasserstoffverbrauch in Floatglasanlagen hängt vom Produktionsmaßstab ab und liegt im Allgemeinen zwischen 80 und 150 m3/h.

„Die durch die Stahlindustrie verursachten Kohlenstoffemissionen machen etwa 18 % der gesamten Kohlenstoffemissionen meines Landes aus.

Die Wasserstoffstahlherstellung nutzt Wasserstoff als Reduktionsmittel anstelle von Kohlenstoff und reduziert so die Kohlenstoffemissionen aus der Kohlenstoffreduktion. Sie zielt auf den Eisenherstellungsprozess im Stahlproduktionsprozess ab, also auf die Hochofeneisenherstellung im Langprozess und die Direktreduktionseisenherstellung Der kurze Prozess kann nicht nur die Kohlenstoffemissionen aus der Reduktionsreaktion eliminieren, sondern auch die Kohlenstoffemissionen aus dem Kohleverkokungsprozess. Gemäß der chemischen Formel der Kohlenstoffreduktionsreaktion beträgt der zur Reduktion von 1 Mol Eisen erforderliche Reduktionsmittelkohlenstoff 1,5–3 Mol (abhängig vom Beteiligungsverhältnis von direkter Reduktion und indirekter Reduktion entsprechend dem Molmassenverhältnis von Eisen). , Kohlenstoff und Kohlendioxid von 56:12:44, es entsteht. Die Kohlendioxidemissionen, die durch die Kohlenstoffreduktionsreaktion von 1 Tonne Eisen entstehen, betragen 0,59 Tonnen, plus 0,1 Tonnen Kokskohlenstoffemissionen im langen Prozess, was äquivalent ist Durch den langen Prozess werden die Kohlenstoffemissionen theoretisch um etwa 0,69–1,28 Tonnen reduziert, was einer Reduzierung von 34–62 % entspricht.

Das wasserstoffreiche Hochofenschmelzen und der wasserstoffreiche gasbasierte Schachtofen sind die beiden Hauptrichtungen für die Entwicklung der Wasserstoffmetallurgie in meinem Land. Im Vergleich zur traditionellen „Kohlenstoffmetallurgie“ kann die Wasserstoffmetallurgie die Kohlendioxidemissionen um bis zu 85 % reduzieren. . Die Hydrierung der Stahlindustrie wird erheblich zur Reduzierung der CO2-Emissionen beitragen.

Bei der Wasserstoffanreicherung des Hochofens werden Stoffe mit höherem Wasserstoffgehalt wie reiner Wasserstoff, Erdgas, Kokereigas und andere wasserstoffreiche Gase in den Hochofen eingeblasen, um einen Teil der Kohlenstoffreduzierung zu ersetzen und die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren. Unter der Wasserstoffanreicherung des Gasschachtofens versteht man die Erhöhung des Wasserstoffanteils im Reduktionsgas in der Gasbasis. "

„Wasserstoff wird hauptsächlich als reduzierendes Gas verwendet, um Metalloxide zu Metallen zu reduzieren.

Wasserstoff wird kommerziell zur Gewinnung von Wolfram aus Erzen (Wolframit, Scheelit und Wolframit) verwendet. Kann auch zur Herstellung von Kupfer aus Chertit und Chertit (Kupferoxid, CuO) verwendet werden. "

Beim Schmieden einiger Metallgeräte bei hohen Temperaturen wird häufig Wasserstoff als Schutzgas verwendet, um zu verhindern, dass das Metall oxidiert.

„Wasserstoff wird verwendet, um ungesättigte Fette in gesättigte Öle und Fette umzuwandeln. Beispielsweise verwendet die Lebensmittelindustrie Wasserstoff, um gehärtete Pflanzenöle wie Margarine und Butter herzustellen.“

Viele natürliche Speiseöle weisen einen hohen Grad an Ungesättigtheit auf. Nach der Hydrierung ist das resultierende Produkt lagerstabil, widersteht dem Wachstum von Bakterien und erhöht die Viskosität des Öls.

Die Produkte aus gehärtetem Speiseöl können zu Margarine und Speiseprotein verarbeitet werden. "

Durch die Hydrierung von nicht essbaren Ölen können Rohstoffe für die Herstellung von Seifen und Viehfutter gewonnen werden. Dabei werden Wasserstoff und ungesättigte Säuren (Ölsäure, Linolsäure usw.) in Glycerin verwendet, um Wasserstoff in die Zusammensetzung von flüssigen Fetten oder Pflanzen einzubringen Öle.

Es kann viele Anforderungen an zukünftige Flugtreibstoffe erfüllen. Das Wichtigste ist, dass die Wasserstoffverbrennung grundsätzlich keine Umweltbelastung verursacht. Auf Masseneinheitsbasis ist der Verbrennungswärmewert von Wasserstoff (119900-141900 kJ/kg) 1,8-mal größer als der Verbrennungswärmewert von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen. Treibstoffe aus flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff haben einen hohen spezifischen Schub.

Wasserstoff setzt bei der Reaktion mit Sauerstoff eine große Wärmemenge frei und die Verbrennungstemperatur kann 3100 K erreichen. Wenn Wasserstoff durch die Lichtbogenflamme strömt, zerfällt der erzeugte atomare Wasserstoff zur Schweißoberfläche und wird weiter erhitzt und durch Absorption der Wärme von atomarem Wasserstoff geschmolzen. Die Temperatur der Metallschweißoberfläche beträgt bis zu 3800-4300 K. Dieser atomare Wasserstoff kann zum Schmelzen und Schweißen der feuerfeststen Metalle, Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt, korrosionsbeständiger Materialien, Nichteisenmetalle usw. verwendet werden. Der Vorteil der Verwendung von atomarem Wasserstoff zum Schweißen besteht darin, dass der Wasserstoffatomstrahl eine Oxidation des Schweißteils verhindern kann, sodass an der Schweißstelle keine Oxidschicht entsteht.

„Da Wasserstoff eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat, wird Wasserstoff häufig als Rotorkühlmittel in großen Generatorsätzen verwendet.

Da Wasserstoff im Gegensatz zu Helium ein Gas mit extrem niedrigem Siedepunkt ist, kann flüssiger Wasserstoff beim Verdampfen im Vakuum eine niedrige Temperatur von 14–15 K erreichen. Daher wird Wasserstoff häufig als Kältemittel in der wissenschaftlichen Forschung verwendet, die extrem niedrige Temperaturen erfordert. "

Atomwasserstoffschweißen (AHW) ist ein Lichtbogenschweißverfahren zwischen zwei Metall-Wolfram-Elektroden in einer Wasserstoff-Schutzatmosphäre. Es kann zum Schweißen von hochschmelzenden Metallen und Wolfram verwendet werden.

Wasserstoff ist eines der Gase, die als Trägerphase in der Gaschromatographie zur Trennung flüchtiger Stoffe eingesetzt werden können.

Aufgrund seiner geringen Dichte kann Wasserstoff zum Befüllen von Wetterballons und Luftschiffen in großen Höhen verwendet werden.

„Der Transportbereich ist das wichtigste Anwendungsszenario der Wasserstoffenergie. Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge sind in dieser Phase der Einstiegspunkt und der Schlüsselpunkt für die Förderung und Anwendung von Wasserstoffenergie im Transportbereich. Kurzfristig werden Personenkraftwagen und mittlere Fahrzeuge eingesetzt und leichte Logistikfahrzeuge werden der Einstiegspunkt sein, und mittel- und langfristig wird Wasserstoffenergie der Einstiegspunkt sein. Kraftstoff schwere Lkw werden der Haupteinstiegspunkt sein.

Brennstoffzellenfahrzeuge eignen sich für den Schwerlast- und Langstreckentransport und sind auf Märkten mit hohen Anforderungen an die Kilometerleistung und großer Ladekapazität wettbewerbsfähiger.

Die zukünftige Entwicklungsrichtung sind schwere Lkw, Personenkraftwagen für den Fernverkehr usw. Brennstoffzellenfahrzeuge haben mit einer Reichweite von mehr als 650 Kilometern weitere Kostenvorteile im Transportmarkt. Da Pkw und Stadtbusse oft über kürzere Reichweiten verfügen, haben reine Elektrofahrzeuge Vorteile. Brennstoffzellenfahrzeuge überwinden die Probleme langer Energienachschubzeiten und schlechter Anpassungsfähigkeit an Umgebungen mit niedrigen Temperaturen, verbessern die Betriebseffizienz und ergänzen die Anwendungsszenarien reiner Elektrofahrzeuge. "

„Die Binnen- und Küstenschifffahrt kann durch die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie elektrifiziert werden, und die Seeschifffahrt kann durch neue Kraftstoffe wie Biokraftstoffe oder die kohlenstofffreie Wasserstoffsynthese von Ammoniak dekarbonisiert werden.“

Einige Unternehmen und Institutionen in meinem Land haben mit der Entwicklung wasserstoffbetriebener Schiffe begonnen, die auf der Weiterentwicklung der heimischen Wasserstoffenergie- und Brennstoffzellentechnologie basieren. In dieser Phase werden wasserstoffbetriebene Schiffe üblicherweise in Seen, Binnenflüssen, Offshore-Szenarien und anderen Szenarien eingesetzt, als Hauptantrieb für kleine Schiffe oder als Hilfsantrieb für große Schiffe. Große wasserstoffbetriebene Schiffe wie Offshore-Technikschiffe, Offshore-RoRo-Schiffe und Superyachten sind der zukünftige Entwicklungstrend. "

„Wasserstoffenergie bietet die Möglichkeit für eine kohlenstoffarme Luftfahrt. Wasserstoffenergie kann die Abhängigkeit der Luftfahrtindustrie von Rohöl verringern und den Ausstoß von Treibhausgasen und schädlichen Gasen reduzieren. Im Vergleich zu fossiler Energie können Brennstoffzellen die Kohlenstoffemissionen um 75–90 % reduzieren. Direkt.“ Durch die Verbrennung von Wasserstoff in Gasturbinentriebwerken können die Kohlenstoffemissionen um 50–75 % gesenkt werden, und durch synthetische Kraftstoffe können die Kohlenstoffemissionen um 30–60 % gesenkt werden.

Wasserstoffbetriebene Flugzeuge könnten eine CO2-reduzierende Lösung für die Kurz- und Mittelstreckenluftfahrt werden. "

„Die Anwendung von Wasserstoffenergie im Bereich des Schienenverkehrs besteht hauptsächlich darin, in Kombination mit Brennstoffzellen ein Energiesystem zu bilden, das den herkömmlichen Verbrennungsmotor ersetzt. Der Vorteil von wasserstoffbetriebenen Zügen besteht darin, dass keine Änderung der bestehenden Eisenbahn erforderlich ist.“ Gleise, der Zug wird über eine Pumpe mit Wasserstoff gefüllt, der Lärm ist gering und es entstehen keine CO2-Emissionen.

„Wasserstofftankstellen sind das zentrale Bindeglied bei der Nutzung und Entwicklung der Wasserstoffenergie. Sie sind spezialisierte Orte für die Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen. Als zentrales Bindeglied zur kommerziellen Nutzung des Wasserstoffenergietransports sind sie wichtige Infrastruktur für die Entwicklung des Wasserstoffs.“ Energiewirtschaft.

Wasserstoff aus verschiedenen Quellen wird von einem Wasserstoffkompressor unter Druck gesetzt, in einem Hochdruckspeichertank gespeichert und dann über eine Wasserstofffüllmaschine mit Wasserstoff für Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge befüllt. Als sehr wichtiges Glied in der Wasserstoff-Energiestrategie bestrahlen Wasserstofftankstellen die umliegenden Gebiete mit ihren Wasserstoff-Kraftstoffreserven, sodass Fahrzeuge rechtzeitig Energie auffüllen können und einen guten Kreislauf bilden, der die Entwicklung von Brennstoffzellen fördert.

Unter der Prämisse, die Sicherheit zu gewährleisten, werden auch neue Modelle wie Wasserstofftankstellen, die Wasserstoffproduktion, -speicherung und -betankung integrieren, aktiv erforscht. Der „Mittel- und Langzeitplan für die Entwicklung der Wasserstoffenergieindustrie (2021–2035)“ fördert umfassende Nutzung Der Vorteil der geringen Produktionskosten der Wasserstoffproduktion vor Ort fördert die verteilte Produktion und nahegelegene Nutzung von Wasserstoffenergie. "

Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser aus erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaik, Windkraft und Solarenergie hergestellt. Bei der Wasserstoffproduktion entstehen grundsätzlich keine Treibhausgase, daher spricht man von „kohlenstofffreiem Wasserstoff“.

„Pumpwasserspeicher machen mehr als 86 % der elektrischen Energiespeicherung aus. Die Wasserstoffspeicherung hat die Vorteile einer langen Entladezeit, einer hohen Kosteneffizienz der Wasserstoffspeicherung in großem Maßstab, flexibler Speicher- und Transportmethoden und schadet der Umwelt nicht Es gibt viele Anwendungsszenarien für die Speicherung von Wasserstoffenergie. Auf der Seite der Stromversorgung kann die Speicherung von Wasserstoffenergie den Stromausfall reduzieren und Schwankungen im Stromnetz ausgleichen.

Die Energiespeicherung von Wasserstoff erfolgt derzeit größtenteils mithilfe der alkalischen Elektrolyseurtechnologie in Kombination mit der Hochdruckspeichertechnologie für gasförmigen Wasserstoff und Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen. Durch die Speicherung erneuerbarer Energien und die Umwandlung von Strom in Strom muss die Effizienz der Energieumwandlung verbessert werden. Verbessern Sie die Effizienz der Speicherung erneuerbarer Energien, indem Sie die Materialien für alkalische Stapel, Elektroden und Separatoren verbessern, das Design und den Herstellungsprozess von Protonenaustauschmembran-Elektrolyseuren optimieren und die Effizienz der Wasserstoffspeicherung durch Erhöhung des Wasserstoffspeicherdrucks und die Entwicklung von Wasserstoffverflüssigungsgeräten und Speichertanks verbessern kann ein Wirkungsgrad der Strom-zu-Strom-Umwandlung von 40–45 % und eine Wasserstoffspeicherdichte von 15–20 mol/L erreicht werden. "

Durch die Nutzung der Eigenschaften von Metallhydriden, Wasserstoff zu absorbieren und Wärme abzugeben sowie zu dehydrieren und Wärme zu absorbieren, kann ein Wärmepumpenkreislauf oder ein thermischer Adsorptionskompressor aufgebaut werden.

Durch die Rückreaktion der Elektrolyse von Wasser gehen Wasserstoff und Sauerstoff (oder Luft) eine elektrochemische Reaktion ein, um Wasser zu erzeugen und elektrische Energie freizusetzen, was als „Brennstoffzellentechnologie“ bezeichnet wird. Brennstoffzellen können in festen oder mobilen Kraftwerken, Notstromkraftwerken, Notstromversorgungen, Kraft-Wärme-Kopplungssystemen und anderen Stromerzeugungsanlagen eingesetzt werden.

„Reiner Wasserstoff oder eine Mischung aus Wasserstoff und Erdgas kann Gasturbinen antreiben und so die Energieerzeugungsindustrie dekarbonisieren. Es gibt zwei Möglichkeiten, Strom aus Wasserstoff zu erzeugen. Eine besteht darin, Wasserstoffenergie in Gasturbinen zu nutzen, die angesaugt, komprimiert und verbrannt wird.“ Der Wasserstoff-Energiegenerator kann in die Stromübertragungsleitung des Stromnetzes integriert werden und in Verbindung mit dem Wasserstoff-Produktionsgerät Wasser elektrolysieren, um Wasserstoff zu erzeugen, wenn der Stromverbrauch gering ist Strom erzeugen, wodurch der Einsatz elektrischer Energie rationalisiert und Ressourcenverschwendung reduziert wird. Die Wasserstoffproduktion mithilfe von Talstrom wird nachts genutzt, und tagsüber wird erneuerbare Energie zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet, einschließlich Photovoltaik-Stromerzeugung, einschließlich Wasserstoffproduktionsanlagen und öffentlicher Hilfsgeräte und Lagertechnik, Umweltschutztechnik und Abfüllfunktionen.

Die erste Nutzung von Wasserstoff in Gebäuden wird vor allem in hybrider Form erfolgen. Wasserstoff kann mit Erdgas in einem Verhältnis von bis zu 20 Vol.-% gemischt werden, ohne dass bestehende Anlagen oder Rohrleitungen verändert werden müssen.

Im Vergleich zur Verwendung von reinem Wasserstoff kann die Beimischung von Wasserstoff in Erdgaspipelines die Kosten senken und den saisonalen Energiebedarf ausgleichen. Da die Kosten für Wasserstoff sinken, wird erwartet, dass Regionen mit Erdgasinfrastruktur und Zugang zu kostengünstigem Wasserstoff, wie Nordamerika, Europa und China, Wasserstoff schrittweise zum Heizen und Heizen von Gebäuden verwenden.

Wenn der Preis für Wasserstoff nur 10–21 Yuan/kg beträgt, kann er bei der Fernwärme mit Erdgas konkurrieren;

Es wird erwartet, dass bis zum Jahr 2030 der Bedarf an Wasserstoffenergie aus der Kraft-Wärme-Kopplung in Gebäuden 30.000 bis 90.000 Tonnen/Jahr erreichen wird; in den späten 2030er Jahren wird erwartet, dass der Einsatz von reinem Wasserstoff in Gebäuden übersteigt der von gemischtem Wasserstoff; im Jahr 2050 wird Wasserstoff etwa 3-4 % des gesamten Energiebedarfs für Gebäudeheizung und -beheizung ausmachen.