氢能发展历程.doc

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1、氢能发展历程1970年John Bockris或Lawrence W. Jones提出氢经济(Hydrogen economy)概念。由John Bockris 在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心演讲时提出。当时发生第一次能源危机时，主要为描绘未来氢气取代石油成为支撑全球经济的主要能源后，整个氢能源生产、配送、贮存及使用的市场运作体系。氢经济(Hydrogen economy)是将氢作为一种低碳燃料使用，特别是用于取暖、氢汽车、季节性能源储存和远距离能源运输。氢经济作为一小部分低碳经济正在发展。为了逐步淘汰化石燃料并限制全球变暖，氢开始被用作燃烧燃料，只向大气释放干净的

2、水，而不向大气释放二氧化碳。截至2019年，氢气主要用作工业原料，主要用于生产氨、甲醇和炼油。氢气在常规的储层中不是自然存在的。截至2019年，全球每年在工业加工过程中消耗的7000万吨氢几乎全部由天然气蒸汽转化(甲烷转化为氢气和一氧化碳及二氧化碳的化学反应)生产。只有少量的氢是由水电解而成。到2019年，还没有足够的廉价清洁电力(再生能源发电和核能发电)，使得氢成为低碳经济的重要组成部分。二氧化碳是天然气蒸汽转化过程的副产品，但碳捕获和储存可以在天然气热解后进行，以捕获这些二氧化碳排放。1839年英国物理学家威廉葛洛夫制作了首个燃料电池。而燃料电池的首次应用就在美国国家航空航天局1960年代

3、的太空任务当中，为探测器、人造卫星和太空舱提供电力。从此以后，燃料电池就开始被广泛使用在工业、住屋、交通等方面，作为基本或后备供电装置。16世纪1520年-首次记录了由帕拉塞尔苏斯(Paracelsus，14941541年。瑞士医生、炼金术士、非宗教神学家和德国文艺复兴时期的哲学家)通过将金属(铁、锌和锡)溶解在硫酸中而观察到的氢。17世纪1625年-詹巴普蒂斯塔范赫尔蒙特(Johann Baptista van Helmont，15771644年)对氢的首次描述。首先使用“ Gas”一词。1650年-德梅耶内(Turquet de Mayerne，瑞士医生，曾经为多位英国和法国国王当过御医)

4、通过稀硫酸对铁的作用获得了一种气体或“易燃空气”。1662年-罗伯特波义耳(Robert Boyle，1627年1691年，爱尔兰自然哲学家)定律，阐述在定量定温下，理想气体的体积与气体的压强成反比。1670年-罗伯特波义耳(Robert Boyle，16271691通过金属与酸反应产生氢。1672年-罗伯特博伊尔(Robert Boyle)的新实验的揭示“接触火焰与空气之间关系”。1679 -法国物理学家、数学家、发明家丹尼斯帕平(Denis Papin，16471712年)，发明高压锅，并制作了-安全阀。1700年-法国化学家尼古拉斯莱默里(Nicolas Lemery，16451715年

5、)表明，硫酸/铁反应中产生的气体在空气中具有爆炸性。18世纪1755年-英国化学家、物理学家约瑟夫布莱克(Joseph Black，1728年1799年)确认存在不同的气体并有不同的潜热。1766 年-亨利卡文迪什(Henry Cavendish，17311810年)，英国化学家、物理学家) 发表于“关于漂移，人为架子”“的说明脱燃素空气”通过与锌金属反应盐酸并分离比空气轻的气体711倍。1774年-发现氧气的英国化学家约瑟夫普里斯特利(Joseph Priestley ，17331804)，对氧气进行了分类。1780年-菲利斯丰塔纳(Felice Fontana，17301805，意大利生理

6、学家)发现水煤气变换反应。(水煤气变换反应(Water-Gas Shift Reaction，简称WGSR)主要应用在以煤、石油和天然气为原料的制氢工业和合成氨工业中，另外在合成气制醇、制烃催化过程中，低温水气变换反应通常用于甲醇重整制氢反应中大量CO的去除。一氧化碳和氢气都是会燃烧的气体，工业上把这样的混合气叫“水煤气”。探究水煤气变换反应研究进展，研究其催化剂发展状况具有重要意义)。1783年-安东尼拉瓦锡(Antoine Lavoisier(17431794年)，法国化学家先驱，近代化学奠基人之一，被人称为近代化学之父。)为其取了氢的名字(Gk: hydro = water, genes

7、 = born of)1783年-雅克查尔斯(Jacques Charles，工程师)用波义耳的方法制造氢气。他们耗费了250千克的硫酸和500千克的铁，生成的氢气被巧妙地填充进了一个直径3.7m的浸胶织物气球中。一切准备就绪后，气球于1783年8月26日晚秘密被送至战神广场。乘坐氢气球“ La Charlire”号进行了首次飞行。雅克查尔斯(Jacques Charles)和助手罗伯特兄弟实现了第一次无人的氢气球飞行。世界上第一个氢气球就被当成恶魔被这么毁掉了1783年-安东尼拉瓦锡(Antoine Lavoisier，17431794年)和拉普拉斯拉普拉斯(Pierre Laplace，1

8、749-1827 年 ，法国天文学家、数学家)用冰量计测量了氢气的燃烧热。1784年-让皮埃尔布兰查德(Jean-Pierre Blanchard)尝试了一个可抛弃的氢气球，但它没有转向。1784年-Lavoisier Meusnier发明铁-蒸汽工艺，通过使水蒸气在600C的炽热铁床上流过而产生氢气。1785年-让弗朗索瓦皮拉特德 罗齐耶(Jean-Franois Piltre de Rozier)制造了混合式罗齐耶尔气球。1787年-查尔斯定律(气体定律，阐述有关体积与温度的关系)。1789年-Jan Rudolph Deiman和Adriaan Paets van Troostwijk使

9、用静电起电器产生的电通过莱顿(Leyden)罐中进行首次水电解。1800 年-威廉尼克尔森(William Nicholson)和安东尼卡莱尔(Anthony Carlisle)利用伏打电池分解水成氢和氧由电解。1800年-约翰威廉里特(Johann Wilhelm Ritter)用一组重新排列的电极重复实验，以分别收集两种气体。19世纪1801年-法国科学院院士、皇家学会会员汉弗莱戴维(Humphry Davy，17781829年)初提燃料电池的概念。1806年-法国发明家弗朗索瓦伊萨克德里瓦兹(FranoisIsaac de Rivaz)建造了de Rivaz发动机，这是第一台由氢和氧的混

10、合物驱动的内燃机。1809年-托马斯福斯特(Thomas Forster)用经纬仪观察了装有“可燃气体”的小型自由飞行员气球的漂移。1809年-法国物理学家、化学家盖吕萨克(Gay-Lussac，17781850年)提出盖卢萨克定律(Gay-Lussacs law)，发现了定压情况下气体体积随温度而改变的规律，即盖吕萨克定律。1811年-意大利物理学家、化学家阿莫迪欧阿伏伽德罗(Amedeo Avogadro，1776年1856年)，提阿伏伽德罗气体定律(Avogadros law a gas law)，即在同温同压的条件下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。1819年-爱德华丹尼尔克拉克(

11、Edward Daniel Clarke)发明了氢气吹管。1820年-塞西尔(W. Cecil)写了一封信“关于利用氢气产生机械动力”。1823年-戈德沃斯古尼(Goldsworthy Gurney，17931875年)将氢气利用实用化引起重视。1823年-耶拿大学化学与技术教授约约翰沃尔夫冈德贝莱纳(Johann Wolfgang Dbereiner，1780-1849年)发明了Dbereiner街灯照明。1823年-格尔斯沃斯古尼爵士(Goldsworthy Gurney，17931875年)设计了一种氢-氧吹管。1824年-英国物理学家、化学家迈克尔法拉第(Michael Faraday

12、，17911867年)发明了橡胶气球。1826年-托马斯德拉蒙德(Thomas Drummond)建造了德拉蒙德之光(Drummond Light)。德拉蒙德光，又称为石灰光或钙光(calcium light)，是一种舞台灯，使用于剧院和音乐厅。亦用于科学研究光谱分析。产生方法是用氢氧焰灼烧石灰棒，石灰加热到白炽状态时会发出强烈的光线。1826年-塞缪尔布朗(Samuel Brown)测试了他的内燃机，用它来推动车辆飞向射手山(Shooters Hill)。1834年-迈克尔法拉第(Michael Faraday)发表了法拉第的电解定律。1834年-法国物理学家，工程师贝诺保罗埃米尔克拉皮隆(

13、Benot Paul mile Clapeyron，1799-1864年)发表理想气体定律(Ideal Gas Law )，它是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。1836年-约翰弗雷德里克丹尼尔(John Frederic Daniell，17901845年)发明了一种原电池，该电池在发电中被消除了氢。1839年-克里斯蒂安弗里德里希尚贝(Christian Friedrich Schnbein)在哲学杂志上发表了燃料电池的原理。1839年-英国法官和科学家威廉罗伯特格罗夫(William Robert Grove，18111896年)开发了格罗夫电池(G

14、rove cell)，被称为燃料电池之父，并制作了首个燃料电池。1842年-英国律师、物理学家威廉罗伯特格罗夫(William Robert Grove,18111896年)开发了第一个燃料电池(他称其为气体伏打电池)。1842年他制造出第一个燃料电池，首次使用气体从化学反应中产生电流，奠定了天然气作为燃料电池的燃料基础，但在此期间由于内燃机产业迅速发展，其研制开发工作受到严重制约。他制造出第一个灯丝灯(1845年);还发表了关于能量守衡的早期概念。1849年-欧仁波登(Eugene Bourdon)发明了布尔登量规(Bourdon gauge，弹簧管压力计)。1863年-埃蒂安勒努瓦(Eti

15、enne Lenoir)乘坐1缸2冲程Hippomobile摩托车从巴黎试驾到茹安维尔勒蓬(Joinville-le-Pont)。1866年8月-威廉冯霍夫曼(Wilhelm von Hofmann)发明了用于电解水的霍夫曼电压表。1873年-Thaddeus S.C Lowe制造水煤气，使用了水煤气变换反应(water gas shift reaction)。1874年-法国科幻小说家儒勒凡尔纳(Jules Verne，18281905年，19世纪法国小说家、剧作家及诗人)出版科幻小说“神秘岛”，称“有一天将水用作燃料，将使用构成水和氢的氧气”。1884年-查尔斯雷纳德(Charles Renard，18471905年)和亚瑟康斯坦丁克雷布斯(Arthur Constantin Krebs)发射了法国飞艇 。1