氢气来源现在就是解决的,水煤气反应、水气上转换WGS、重整dry/wet reforming都是十分成熟或接近成熟的反应。提问者以为没有解决,可能是想的电解水吧?这个目前确实不够成熟(简言之碱性OER、酸性HER效果都比较好了,但是全解水另一半反应还差点意思)。
还有光解水也是可行方向,同样尚不能达到工业化,全解水效率很低,一些研究加了空穴捕获剂其实也好不到哪去。其实我对光催化的应用是略悲观的(学术研究是另一回事),现在商品化的太阳能电池效率可以超过20%,而光催化剂QE效率达到2%都算高的,还经常对波长挑三拣四。太阳能发电然后电加热做热催化或者电催化效率会更高。产氢涉及到收集和分离,所以光催化设施必然会庞大,不像光降解催化剂一丢就完事了。
储运这事允许我笑一会,美国能源部03年为了车用储氢订了一个目标(target),毕竟化学不是魔法,元素周期表在那摆着,氢又是最轻的元素,利用化合物产氢的理论上限是存在的(高压气罐和吸附效果更差)。
其实指标也不能说很离谱吧,离上限余地挺大,但是就是高估可应用技术的发展了。到2009年,眼看第一个时间节点要到了,紧急下调了目标
原定目标推后5年,最初设想12年内实现的目标直接大笔一划勾掉了,当然09年版也细化了一些内容
那过去10多年实现的怎么样了呢?
做不到我们可以降指标啊。。。话说待我有空我查下丰田那个氢能源车(超高压的储气罐)是否达到2020目标,2025那个目标怕是没法如期实现了。
=======9.13更mirai储气罐===
根据剖析丰田燃料电池轿车Mira高压储氢系统(上) - 精通维修下载
丰田Mirai有两个氢气罐,空重合计87.5kg,依据不同说法可加注5-5.5kg氢,以上限记,5.5/87.5+5.5=0.059
数据有点打脸,这个数据实际上符合老版2017/新版2025版质量容量目标了,适当扩大容器或增加储气压力达到远期目标似乎不难。不过实现方式也是够丧心病狂,70MPa的储气压力,非相关专业可能没有直观概念,这个数据相当于700个大气压/7000m深海底,作为对比,汽车轮胎气压0.25MPa附近,实验用气体钢瓶填充15MPa(即便这种压力也发生过多起致命事故,可想丰田为了70MPa储气罐安全性付出的努力),我国95步枪使用5.8x42mm DBP-87型普弹和钢芯弹膛压为284.3Mpa。
==============
可行的化学存储和产氢方式有闲心再写,待续
可以先留一个思考题,效率方面燃料电池无疑遥遥领先,但是可能有哪些因素制约?或者说内燃机哪些点还保有优势呢