4.2氢的生产方法

　　目前工业规模制氢的主要方法有以下几种：

　　(1) 从含烃的化石燃料中制氢。这是过去以及现在采用最多的方法。它是以煤、石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。用蒸汽和煤作原料来制取氢气的基本反应过程为: C+H2O→CO+H2; 用蒸汽和天然气作原料的制氢化学反应为: CH4+H2O→CO+3H2。上述反应均为吸热反应, 反应过程中所需的热量可以从煤或天然气的部分燃烧中获得, 也可利用外部热源。自从天然气大规模开采后, 现在氢的制取有96%都是以天然气为原料。天然气和煤都是宝贵的燃料和化工原料, 其储量有限, 且制氢过程会对环境造成污染。用它们来制氢显然摆脱不了人们对常规能源的依赖和对自然环境的破坏。

　　(2) 电解水制氢。这种方法是基于如下的氢氧可逆反应: 2H2O→2H2+O2。分解水所需要的能量是由外加电能提供的。为了提高制氢效率, 电解通常在高压下进行, 采用的压力多为3.0～5.0MPa。目前电解效率约为50%～70%。由于电解水的效率不高且需消耗大量的电能, 因此利用常规能源生产的电能来大规模的电解水制氢显然是不合算的。

　　(3) 热化学制氢。这种方法是通过外加高温热使水起化学分解反应来获取氢气。到目前为止虽有多种热化学制氢方法, 但总效率都不高, 仅为20%～50%,而且还有许多工艺问题需要解决。依靠这种方法来大规模制氢还有待进一步研究。

　　（4）生物质制氢。生物质制氢方法可分为三类：生物质热化学气化法；生物质液化后再转化制氢法；微生物化学分解法，包括微生物厌氧消化、发酵及新陈代谢法等。[4]
生物制氢技术由于具有能耗低、环保等优势而成为国内外研究的热点，将成为未来氢能制备技术的主要发展方向。[5]

4.3氢的贮存

　　氢在一般条件下是以气态形式存在的，这就为贮存和运输带来很大的困难。氢的贮存有三种方法：高压气态贮存、低温液氢贮存和金属氢化物贮存。[6]

　　1 高压气态贮存

　　气态氢可贮存在地下库里,也可装入钢瓶中。为减小贮存体积,必须先将氢气压缩,为此需消耗较多的压缩功。为提高贮氢量,目前正在研究一种微孔结构的储氢装置,它是一种微型球床。微型球系薄壁(1μm-10μm),充满微孔(10μm-100μm),将氢气贮存在微孔中。微型球可用塑料、玻璃和陶瓷或金属制造。

　　2 低温液氢贮存

　　将氢气冷却到-253℃,即可呈液态,然后,将其贮存在高真空的绝热容器中。液氢贮存工艺首先用于宇航中,其贮存成本较贵,安全技术也比较复杂。

　　3 金属氢化物贮存

　　用来贮氢的氢化金属大多为由多种元素组成的合金。目前,世界上已研究成功多种贮氢合金,它们大致可以分为四类：一是稀土镧镍等,每公斤镧镍合金可贮氢153 L。二是铁-钛系,它是目前使用最多的贮氢材料,其贮氢量大,是前者的4倍,且价格低、活性大,还可在常温常压下释放氢,给使用带来很大的方便。三是镁系,这是吸氢量最大的金属元素,但它需要在287℃下才能释放。四是钒、铌、锆等多元素系,这类金属本身属稀贵金属,因此只适用于某些特殊场合。

氢气储存方法的比较

　　通过3种基本氢气储存方法的比较，固态氢气储存方法主要有以下潜在优势：较小的体积、较低的压力（更高的能源效率）和更多高纯度的氢气产出。压缩气体和液体储存如今是商业上可行的方法，但完全符合成本效益的储存系统还有待开发。另外还要关注储存方法的安全性，特别是对新的储存方法。