Galería de mapas mentales Análisis de la demanda de aplicaciones de energía de hidrógeno.
1. Producción de alcoholes a partir de aldehídos, producción de alquenos a partir de alquinos, producción de benceno mediante desalquilación de tolueno, producción de anilina mediante hidrogenación de nitrobenceno, producción de naftaleno hidrogenado a partir de naftaleno, etc. 2. El diisocianato de difenilmetileno (MDI), el diisocianato de tolueno (TDI), el ácido adípico, los alcoholes grasos, etc. utilizados en la industria química ligera requieren procesos de hidrogenación catalítica.
Editado a las 2022-10-27 13:36:00,Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
Este é um mapa mental sobre uma breve história do tempo. "Uma Breve História do Tempo" é um trabalho científico popular com influência de longo alcance. Ele não apenas introduz os conceitos básicos da cosmologia e da relatividade, mas também discute os buracos negros e a expansão. Do universo. questões científicas de ponta, como inflação e teoria das cordas.
Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
Este é um mapa mental sobre uma breve história do tempo. "Uma Breve História do Tempo" é um trabalho científico popular com influência de longo alcance. Ele não apenas introduz os conceitos básicos da cosmologia e da relatividade, mas também discute os buracos negros e a expansão. Do universo. questões científicas de ponta, como inflação e teoria das cordas.
Análisis de la demanda de aplicaciones de energía de hidrógeno.
Petroquímico
Hidrógeno utilizado como materia prima para la síntesis de amoníaco.
El hidrógeno y el nitrógeno se combinan directamente para generar amoníaco bajo un catalizador metálico y ciertas condiciones de temperatura y presión. El amoníaco sintético es actualmente la segunda aplicación más importante del hidrógeno después de las refinerías. El catalizador más utilizado está basado en hierro y modificado por K2O, CaO, SiO2 y Al2O3. El gas mezclado generalmente pasa a través de cuatro lechos de catalizador y se enfría entre cada lecho de enfriamiento para mantener un equilibrio de reacción razonable y constante. Sólo alrededor del 15% del gas se convierte en amoníaco cada vez que pasa a través de un lecho catalítico: el amoníaco líquido se elimina y el gas sin reaccionar se recicla a través del compresor. En las fábricas modernas, la tasa de conversión total puede alcanzar más del 97%. Una planta de amoníaco sintético de 1.000 toneladas diarias requiere 336 m3 de hidrógeno por cada tonelada de amoníaco producida. El coste principal de la producción a gran escala de amoníaco sintético depende del coste del hidrógeno.
Hidrógeno utilizado como materia prima para la síntesis de metanol.
El metanol se puede producir a partir de gas de síntesis (monóxido de carbono e hidrógeno) en un reactor de lecho fijo con un catalizador de partículas de alúmina recubierto con óxidos de cobre y zinc. El metanol también se puede producir mediante la combinación directa de hidrógeno y dióxido de carbono. En este proceso, se bombean hidrógeno y dióxido de carbono a la cámara sellada del recipiente de reacción que contiene el catalizador y se calientan a 180-250°C. La conversión máxima de dióxido de carbono en metanol es aproximadamente del 24%. El dióxido de carbono y el hidrógeno no convertidos se recuperan y se devuelven al recipiente. Una planta de metanol con una capacidad de 2.500 toneladas/día requiere aproximadamente 560 m3 de hidrógeno por cada tonelada de metanol producida.
Hidrógeno utilizado como materia prima para la refinación de petróleo: Desulfuración e hidrocraqueo
1. En el proceso de refinación de petróleo, el hidrógeno se utiliza principalmente para la hidrodesulfuración de nafta, la hidrodesulfuración de gasóleo, la hidrodesulfuración de fueloil, la mejora de la altura sin llama del combustible de aeronaves y el hidrocraqueo;
2. El hidrocraqueo es un proceso de craqueo catalítico que se lleva a cabo en presencia de hidrógeno. Las principales características de la reacción son la rotura de enlaces C-C, la baja velocidad espacial y la gran cantidad de hidrógeno utilizado. En la industria petroquímica, el hidrógeno se utiliza principalmente para la hidrogenación de fracciones C3, la hidrogenación de gasolina, la hidrodesalquilación de fracciones C6-C8 y la producción de ciclohexano.
Industria de refinación de petróleo: Hidrógeno para materia prima de reformado catalítico.
1. Elimina impurezas como sulfuros, compuestos nitrogenados, plomo y arsénico en la nafta.
2. La presión operativa de hidrodesulfuración de la fracción diésel y la fracción pesada es de 3-4MPa y la temperatura es de 340-380°C. La hidrodesulfuración del fueloil se debe principalmente a requisitos de protección ambiental, porque el 95% de la contaminación del aire es causada por el SO2 liberado cuando se quema el fueloil. La hidrodesulfuración consume mucho hidrógeno, por lo que se puede utilizar la desulfuración directa o indirecta en el proceso.
3. La hidrogenación selectiva se utiliza principalmente para productos de craqueo a alta temperatura. La hidrogenación en fase gaseosa se utiliza para la fracción de etileno y la hidrogenación en fase líquida se utiliza para la fracción de propileno. La fracción de gasolina es rica en diolefinas, olefinas e hidrocarburos aromáticos. Estos compuestos están en contacto con el aire. Durante el proceso se producirán coloides, por lo que se debe realizar una hidrogenación para convertir compuestos inestables en productos estables.
hidrorefinación
El proceso de hidrogenación para eliminar compuestos nocivos. Además del sulfuro de hidrógeno, los mercaptanos y el azufre total, durante el proceso de hidrogenación se pueden eliminar alquinos, alquenos, metales y metaloides. Por lo tanto, en el procesamiento petroquímico moderno, el uso de la tecnología de hidrogenación puede mejorar la calidad de los productos petroquímicos y aumentar la producción de los productos petroquímicos más valiosos. Reducir la generación de residuos de petróleo pesado y alquitrán, reducir la cantidad de depósitos de carbono y mejorar la eficiencia. Plantas de procesamiento de petróleo Gracias a su adaptabilidad, se pueden obtener muchos productos petroquímicos valiosos a partir de los residuos del procesamiento del petróleo, purificando una serie de productos y eliminando impurezas nocivas. El hidrógeno es el agente purificador y reticulante más común para los productos de la industria petroquímica moderna y puede mejorar la capacidad de producción de las unidades de craqueo a gran escala.
Compuestos orgánicos sintéticos
En el campo de la industria petroquímica, el hidrógeno y el monóxido de carbono se pueden utilizar para reaccionar y sintetizar una variedad de compuestos orgánicos, como la síntesis de etilenglicol, la síntesis de polimetileno (polimetileno), la reacción de homologación de alcoholes, la reacción con insaturados. hidrocarburos para producir aldehídos, etc. Mediante el método de Fischer-Tropsch se pueden sintetizar diversos hidrocarburos, incluidos combustibles para motores y una serie de valiosos compuestos orgánicos individuales, como parafina sólida, compuestos oxigenados, etc.
hidrogenación catalítica selectiva
1. Producción de alcoholes a partir de aldehídos, producción de alquenos a partir de alquinos, producción de benceno mediante desalquilación de tolueno, producción de anilina mediante hidrogenación de nitrobenceno, producción de naftaleno hidrogenado a partir de naftaleno, etc.
2. El diisocianato de difenilmetileno (MDI), el diisocianato de tolueno (TDI), el ácido adípico, los alcoholes grasos, etc. utilizados en la industria química ligera requieren procesos de hidrogenación catalítica.
Industria electrónica
Materiales electrónicos: hidrógeno como gas de reacción, gas reductor o gas protector.
"En el crecimiento de cristales de materiales electrónicos y la preparación de sustratos, procesos de oxidación, procesos epitaxiales y tecnología de deposición química de vapor (CVD), el hidrógeno debe usarse como gas de reacción, gas reductor o gas protector.
Proceso de oxidación: cuando se utiliza para la síntesis y oxidación de hidrógeno y oxígeno, el hidrógeno y el oxígeno de alta pureza se pasan a un tubo de cuarzo bajo presión normal, lo que hace que se quemen a una determinada temperatura para generar agua de alta pureza. reacciona con el silicio para generar una membrana de SiO2 de alta calidad.
En el proceso epitaxial, el tetracloruro de silicio o triclorosilano reacciona con hidrógeno en la superficie del sustrato de silicio calentado para reducir el silicio y depositarlo sobre el sustrato de silicio para formar una capa epitaxial.
Tecnología de deposición química de vapor (CVD): método que utiliza uno o varios compuestos o elementos en fase gaseosa que contienen elementos de película delgada para realizar una reacción química en la superficie de un sustrato para formar una película delgada. La deposición química de vapor es una nueva tecnología desarrollada en las últimas décadas para la preparación de materiales inorgánicos. La deposición química de vapor se ha utilizado ampliamente para purificar sustancias, desarrollar nuevos cristales y depositar diversos materiales de película fina inorgánica monocristalina, policristalina o vítrea. Estos materiales pueden ser óxidos, sulfuros, nitruros, carburos o compuestos interelementos binarios o de múltiples elementos en los grupos III-V, II-IV, IV-VI, y sus funciones físicas pueden pasar a través del proceso de deposición dopada. está controlado con precisión. "
Preparación de polisilicio
La preparación de polisilicio en la industria electrónica requiere el uso de hidrógeno. Cuando el silicio usa cloruro de hidrógeno para generar triclorosilano SiHCl3, se separa mediante un proceso de fraccionamiento. El triclorosilano purificado utiliza un proceso de reducción a alta temperatura para reducir y depositar SiHCl3 de alta pureza en una atmósfera de H2 para generar polisilicio. Su reacción química SiHCl3 H2→Si HCl alcanza la pureza requerida por los semiconductores.
Polvo de óxido de reducción de hidrógeno
En el proceso de producción de materiales y dispositivos eléctricos de vacío como el tungsteno y el molibdeno, el polvo de óxido se reduce con hidrógeno y luego se procesa en alambres y tiras. Si la pureza del hidrógeno utilizado es mayor, el contenido de agua es menor y la temperatura de reducción. es menor, más fino es el polvo de tungsteno y molibdeno obtenido.
gas de llenado
Los requisitos de pureza del gas de llenado para diversos tubos electrónicos llenos de gas, como tiristores de hidrógeno, tubos de iones, tubos láser, etc., son mayores. La pureza del hidrógeno utilizado en la fabricación de tubos de imagen es superior al 99,99%.
Circuito integrado semiconductor
La producción de circuitos integrados de semiconductores requiere una pureza del gas extremadamente alta. Por ejemplo, la concentración permitida de impurezas de oxígeno es de . La "incorporación" de trazas de impurezas cambiará las características de la superficie de los semiconductores e incluso reducirá el rendimiento del producto o provocará desechos.
Restaurar gas protector
También se requiere hidrógeno de alta pureza en la fabricación de células solares de silicio amorfo. El semiconductor de película delgada de silicio amorfo es un nuevo material que se ha desarrollado con éxito a nivel internacional en los últimos diez años y ha mostrado atractivas perspectivas de aplicación en la conversión de energía solar y la tecnología de la información.
Fabricación de fibra óptica: calentamiento por llama de hidrógeno-oxígeno
La aplicación y el desarrollo de la fibra óptica es uno de los símbolos importantes de la nueva revolución tecnológica. La fibra de vidrio de cuarzo es el principal tipo de fibra óptica. Durante el proceso de fabricación, es necesario utilizar calentamiento con llama de hidrógeno y oxígeno y decenas de deposiciones. determinar la pureza y limpieza del hidrógeno. Todos tienen exigencias muy altas.
Producción de vidrio flotado
Restaurar gas protector
Los gases muy utilizados en la industria del vidrio son el hidrógeno, el acetileno, el oxígeno y el nitrógeno. Hay líquido de estaño fundido en el equipo de formación de vidrio flotado. Se oxida fácilmente y genera óxido de estaño, lo que hace que el vidrio se manche con estaño y aumente el consumo de estaño. Por lo tanto, el baño de estaño debe sellarse y se debe sellar hidrógeno puro. El gas mezclado de nitrógeno suministrado continuamente mantiene la presión positiva y la atmósfera reductora en el tanque para proteger el líquido de estaño de la oxidación. El consumo de hidrógeno en las plantas de vidrio flotado depende de la escala de producción, generalmente entre 80-150m3/h.
metalurgia de reducción
Fabricación de acero con reducción de hidrógeno
"Las emisiones de carbono causadas por la industria del acero representan aproximadamente el 18% de las emisiones totales de carbono de mi país.
La fabricación de acero con hidrógeno utiliza hidrógeno como agente reductor en lugar de carbono, lo que reduce las emisiones de carbono derivadas de la reducción de carbono. Está dirigido al proceso de fabricación de hierro en el proceso de producción de acero, es decir, la fabricación de hierro en alto horno en el proceso largo y la fabricación de hierro de reducción directa en. El proceso corto, además de eliminar las emisiones de carbono de la reacción de reducción, también puede eliminar las emisiones de carbono del proceso de coquización del carbón. Según la fórmula química de la reacción de reducción de carbono con hierro, el carbono del agente reductor necesario para reducir 1 mol de hierro es de 1,5 a 3 moles (dependiendo de la relación de participación de la reducción directa y la reducción indirecta según la relación de masa molar del hierro). , carbono y dióxido de carbono de 56:12:44, se produce Las emisiones de dióxido de carbono producidas por la reacción de reducción de carbono de 1 tonelada de hierro son 0,59 toneladas, más 0,1 toneladas de emisiones de carbono de coque en el proceso largo, lo que equivale a El largo proceso reduce teóricamente las emisiones de carbono entre 0,69 y 1,28 toneladas, una reducción del 34 al 62%.
La fundición rica en hidrógeno en altos hornos y el horno de cuba a base de gas rico en hidrógeno son las dos direcciones principales para el desarrollo de la metalurgia del hidrógeno en China. En comparación con la "metalurgia del carbono" tradicional, la metalurgia del hidrógeno puede reducir las emisiones de dióxido de carbono hasta en un 85%. . La hidrogenación de la industria siderúrgica contribuirá en gran medida a la reducción de las emisiones de carbono.
El enriquecimiento de hidrógeno del alto horno significa inyectar sustancias con mayor contenido de hidrógeno en el alto horno, como hidrógeno puro, gas natural, gas de coquería y otros gases ricos en hidrógeno, para reemplazar parte de la reducción de carbono y reducir las emisiones de carbono. El enriquecimiento con hidrógeno de un horno de cuba a gas implica aumentar la proporción de hidrógeno en el gas reductor en la base gaseosa. "
Minerales metálicos reducidos
"El hidrógeno se utiliza principalmente como gas reductor para reducir los óxidos metálicos a metales.
El hidrógeno se utiliza comercialmente para extraer tungsteno de minerales (wolframita, scheelita y wolframita). También se puede utilizar para producir cobre a partir de chertita y chertita (óxido de cobre, CuO). "
gas protector
Al forjar algunos equipos metálicos a altas temperaturas, a menudo se utiliza hidrógeno como gas protector para evitar que el metal se oxide.
industria procesadora de alimentos
Hidrogenación de aceite comestible
"El hidrógeno se utiliza para convertir las grasas insaturadas en aceites y grasas saturadas. Por ejemplo, la industria alimentaria utiliza hidrógeno para producir aceites vegetales hidrogenados como la margarina y la mantequilla.
Muchos aceites comestibles naturales tienen un alto grado de insaturación. Después de la hidrogenación, el producto resultante es estable para el almacenamiento, resiste el crecimiento de bacterias y aumenta la viscosidad del aceite.
Los productos del aceite comestible hidrogenado se pueden transformar en margarina y proteínas comestibles. "
Hidrogenación de aceites no comestibles.
La hidrogenación de aceites no comestibles puede producir materias primas para la producción de jabones y alimentos para ganado. El proceso implica el uso de hidrógeno y ácidos insaturados (ácido oleico, ácido linoleico, etc.) en glicerol para introducir hidrógeno en la composición de grasas líquidas o vegetales. aceites.
Espacio, liberación de calor y protección.
Combustible de aviación
Puede cumplir muchos requisitos para el combustible de aviación del futuro. Lo más importante es que la combustión de hidrógeno prácticamente no contamina el medio ambiente. Por unidad de masa, el valor calorífico de combustión del hidrógeno (119900-141900 kJ/kg) es 1,8 veces mayor que el valor calorífico de combustión de los combustibles de hidrocarburos. Los propulsores compuestos de hidrógeno líquido y oxígeno líquido tienen un empuje específico elevado.
Soldadura y corte
El hidrógeno libera una gran cantidad de calor al reaccionar con el oxígeno y la temperatura de combustión puede alcanzar los 3100 K. Cuando el hidrógeno pasa a través de la llama del arco, se descompone en hidrógeno atómico. El hidrógeno atómico generado vuela hacia la superficie de soldadura y el metal se calienta aún más. y se funde absorbiendo el calor del hidrógeno atómico. La temperatura de la superficie de soldadura del metal es tan alta como 3800-4300K. Este hidrógeno atómico se puede utilizar para fundir y soldar los metales más refractarios, aceros con alto contenido de carbono, materiales resistentes a la corrosión, metales no ferrosos, etc. La ventaja de utilizar hidrógeno atómico para soldar es que el haz atómico de hidrógeno puede evitar que la pieza soldada se oxide, de modo que no se produzcan incrustaciones de óxido en el lugar de soldadura.
Refrigerante (central eléctrica, investigación científica)
"Debido a que el hidrógeno tiene una alta conductividad térmica, el hidrógeno se utiliza a menudo como refrigerante del rotor en grandes grupos electrógenos.
Dado que el hidrógeno es un gas con un punto de ebullición extremadamente bajo, excepto el helio, el hidrógeno líquido puede alcanzar una temperatura baja de 14-15 K cuando se evapora al vacío. Por lo tanto, el hidrógeno se utiliza a menudo como refrigerante en investigaciones científicas que requieren temperaturas ultrabajas. "
Soldadura de hidrógeno atómico
La soldadura por hidrógeno atómico (AHW) es un proceso de soldadura por arco entre dos electrodos metálicos de tungsteno en una atmósfera protectora de hidrógeno. Puede usarse para soldar metales refractarios y tungsteno.
Gas portador (cromatografía de gases)
El hidrógeno es uno de los gases que se puede utilizar como fase portadora en la cromatografía de gases para separar sustancias volátiles.
Lleno de gas (globo meteorológico)
Debido a su baja densidad, el hidrógeno se puede utilizar para llenar globos meteorológicos y dirigibles a gran altitud.
Transporte la pila de combustible
vehículo de pila de combustible
"El campo del transporte es el escenario de aplicación más importante de la energía del hidrógeno. Los vehículos con pila de combustible de hidrógeno son el punto de entrada y el punto clave para la promoción y aplicación de la energía del hidrógeno en el campo del transporte en esta etapa. A corto plazo, los turismos y los vehículos medianos y los vehículos logísticos ligeros serán el punto de entrada, y a medio y largo plazo, la energía del hidrógeno será el punto de entrada como combustible para los camiones pesados.
Los vehículos de pila de combustible son adecuados para el transporte pesado y de larga distancia, y son más competitivos en mercados con requisitos de alto kilometraje y gran capacidad de carga.
La dirección del desarrollo futuro son los camiones pesados, los vehículos de pasajeros para el transporte de larga distancia, etc. Los vehículos de pila de combustible tienen más ventajas de costos en el mercado del transporte con una autonomía de más de 650 kilómetros. Dado que los turismos y los autobuses urbanos suelen tener una autonomía de conducción más corta, los vehículos eléctricos puros tienen ventajas. Los vehículos de pila de combustible superan los problemas del largo tiempo de reposición de energía y la escasa adaptabilidad a entornos de baja temperatura, mejoran la eficiencia operativa y complementan los escenarios de aplicación de los vehículos eléctricos puros. "
Envío
"El transporte marítimo por vías navegables interiores y costero puede electrificarse mediante la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno, y el transporte marítimo puede descarbonizarse mediante nuevos combustibles como los biocombustibles o la síntesis de amoníaco con hidrógeno sin emisiones de carbono.
Algunas empresas e instituciones de mi país han iniciado el desarrollo de barcos propulsados por hidrógeno basándose en el avance de la energía del hidrógeno nacional y la tecnología de pilas de combustible. En esta etapa, los barcos propulsados por hidrógeno se suelen utilizar en lagos, ríos interiores, en alta mar y otros escenarios, como energía principal para barcos pequeños o energía auxiliar para barcos grandes. Los grandes buques propulsados por hidrógeno, como los buques de ingeniería en alta mar, los buques de carga rodada en alta mar y los superyates, son la tendencia de desarrollo futuro. "
aviación
"La energía del hidrógeno ofrece la posibilidad de una aviación con bajas emisiones de carbono. La energía del hidrógeno puede reducir la dependencia de la industria de la aviación del petróleo crudo y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y nocivos. En comparación con la energía fósil, las pilas de combustible pueden reducir las emisiones de carbono entre un 75% y un 90%. Directo La combustión de hidrógeno en motores de turbina de gas puede reducir las emisiones de carbono entre un 50% y un 75%, y los combustibles sintéticos pueden reducir las emisiones de carbono entre un 30% y un 60%.
Los aviones propulsados por hidrógeno pueden convertirse en una solución reductora de carbono para la aviación de corta y media distancia. "
ferrocarril
"La aplicación de la energía del hidrógeno en el campo del transporte ferroviario consiste principalmente en combinarla con pilas de combustible para formar un sistema de energía que reemplace el motor de combustión interna tradicional. La ventaja de los trenes propulsados por hidrógeno es que no es necesario modificar el sistema ferroviario existente. Vías, el tren se llena de hidrógeno a través de una bomba, y el ruido es bajo, cero emisiones de carbono.
Estación de repostaje de hidrógeno
"Las estaciones de servicio de hidrógeno son el eslabón central en la utilización y el desarrollo de la energía del hidrógeno. Son lugares especializados para repostar vehículos de pila de combustible. Como eslabón central que sirve a la aplicación comercial del transporte de energía del hidrógeno, son una infraestructura importante para el desarrollo del hidrógeno. Industria energetica.
El hidrógeno de diferentes fuentes se presuriza mediante un compresor de hidrógeno, se almacena en un tanque de almacenamiento de alta presión y luego se llena con hidrógeno para vehículos con pila de combustible de hidrógeno a través de una máquina de llenado de hidrógeno. Como eslabón muy crítico en la estrategia energética del hidrógeno, las estaciones de servicio de hidrógeno irradian las áreas circundantes con sus reservas de combustible de hidrógeno, lo que permite a los vehículos reponer energía de manera oportuna y forma un buen ciclo para promover el desarrollo de las pilas de combustible.
Con la premisa de garantizar la seguridad, también se están explorando activamente nuevos modelos, como las estaciones de servicio de hidrógeno que integran la producción, el almacenamiento y el reabastecimiento de hidrógeno, en el "Plan a mediano y largo plazo para el desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno (2021-2035)". Utilización La ventaja del bajo coste de producción de la producción de hidrógeno in situ promueve la producción distribuida y la utilización cercana de la energía del hidrógeno. "
Demostración de aplicación de energías renovables.
Hidrógeno sin carbono
El hidrógeno se produce electrolizando agua a partir de fuentes de energía renovables, como la generación de energía fotovoltaica, la energía eólica y la energía solar. Básicamente, no se producen gases de efecto invernadero durante el proceso de producción de hidrógeno, por lo que se le llama "hidrógeno sin carbono".
Almacenamiento de energía de hidrógeno
"El almacenamiento de energía hidráulica por bombeo representa más del 86% del almacenamiento de energía eléctrica. El almacenamiento de energía de hidrógeno tiene las ventajas de un tiempo de descarga prolongado, una alta rentabilidad del almacenamiento de hidrógeno a gran escala, métodos flexibles de almacenamiento y transporte, y no dañará el medio ambiente ecológico. Existen muchos escenarios de aplicación para el almacenamiento de energía de hidrógeno. Desde el punto de vista del suministro de energía, el almacenamiento de energía de hidrógeno puede reducir el abandono de energía y suavizar las fluctuaciones en la red eléctrica, y el almacenamiento de energía de hidrógeno puede aumentar la capacidad máxima de la red y aliviar la congestión de las líneas de transmisión.
Actualmente, el almacenamiento de energía de hidrógeno se logra principalmente utilizando tecnología de electrolizadores alcalinos combinada con tecnología de almacenamiento de hidrógeno gaseoso a alta presión y celdas de combustible de membrana de intercambio de protones. Es necesario mejorar el almacenamiento de energía renovable y la conversión de electricidad en electricidad, y la eficiencia de la conversión de energía. Mejorar la eficiencia del almacenamiento de energía renovable mejorando los materiales de pila alcalina, electrodos y separadores, optimizando el proceso de diseño y fabricación de electrolizadores de membrana de intercambio de protones y mejorando la eficiencia del almacenamiento de hidrógeno aumentando la presión de almacenamiento de hidrógeno y desarrollando equipos de licuefacción y tanques de almacenamiento de hidrógeno para 2025. , se puede lograr una eficiencia de conversión de electricidad en electricidad del 40-45% y una densidad de almacenamiento de hidrógeno de 15-20 mol/L. "
bomba de calor
Utilizando las propiedades de los hidruros metálicos que absorben hidrógeno y liberan calor y deshidrogenan y absorben calor, se puede establecer un ciclo de bomba de calor o un compresor de adsorción térmica.
Suministro de energía de respaldo, sistema combinado de calor y energía.
Utilizando la reacción inversa de electrolizar agua, el hidrógeno y el oxígeno (o aire) se someten a una reacción electroquímica para generar agua y liberar energía eléctrica, que es la "tecnología de pila de combustible". Las pilas de combustible se pueden utilizar en centrales eléctricas fijas o móviles, centrales eléctricas de reserva en horas pico, fuentes de alimentación de reserva, sistemas combinados de calor y energía y otros equipos de generación de energía.
Producción de hidrógeno y equilibrio de la red eléctrica del valle
"El hidrógeno puro o una mezcla de hidrógeno y gas natural puede alimentar turbinas de gas, descarbonizando así la industria de generación de energía. Hay dos formas de generar electricidad a partir del hidrógeno. Una es utilizar la energía del hidrógeno en turbinas de gas, que se someten a succión, compresión y combustión. y escape El generador de energía de hidrógeno se puede integrar en la línea de transmisión de energía de la red eléctrica y funcionar junto con el dispositivo de producción de hidrógeno para electrolizar el agua para producir hidrógeno cuando el consumo de electricidad es bajo. Durante las horas pico, se utiliza la energía del hidrógeno. generar electricidad, racionalizando así la aplicación de energía eléctrica y reduciendo el desperdicio de recursos. La producción de hidrógeno utilizando la energía del valle se utiliza durante la noche y la energía renovable se utiliza para producir hidrógeno durante el día, incluida la generación de energía fotovoltaica, incluidas las plantas de producción de hidrógeno y los dispositivos auxiliares públicos. , y almacenamiento, ingeniería de protección ambiental y funciones de llenado".
Sector de construcción
Calefacción de edificios
El primer uso del hidrógeno en los edificios será principalmente en forma híbrida. El hidrógeno se puede mezclar con gas natural en una proporción de hasta el 20% en volumen sin necesidad de modificar equipos o tuberías existentes.
En comparación con el uso de hidrógeno puro, mezclar hidrógeno en gasoductos puede reducir los costos y equilibrar las necesidades energéticas estacionales. A medida que cae el costo del hidrógeno, se espera que las regiones con infraestructura de gas natural y acceso a hidrógeno de bajo costo, como América del Norte, Europa y China, utilicen gradualmente hidrógeno en calefacción y calefacción de edificios.
Cuando el precio del hidrógeno es tan bajo como 10-21 yuanes/kg, puede competir con el gas natural en calefacción distribuida;
Se espera que para 2030, la demanda de energía de hidrógeno procedente de la generación combinada de calor y energía en los edificios alcance entre 30.000 y 90.000 toneladas/año. Det Norske Veritas DNV predice que a finales de la década de 2030, se espera que el uso de hidrógeno puro en los edificios supere la demanda. el del hidrógeno mixto para En 2050, el hidrógeno representará aproximadamente entre el 3% y el 4% de la demanda energética total para calefacción y calefacción de edificios.