生物質制氫與燃料電池的技術整合將提供一條完全清潔的後續能源路線，並能夠為生物質能源的高效經濟利用開闢具有競爭力的創新途徑，為氫能技術的發展提供有利保障。在對生物質熱化學制氫的工藝路線和過程經濟性等進行對比分析的基礎上，明確了制氫路線開發中的最佳化方向；對生物質燃氣在高溫燃料電池系統中套用的諸多影響因素進行了系統分析，並結合目前國內外生物質基燃料電池系統的研究進展，明確了適宜的生物質制氫與燃料電池系統的整合工藝開發中需要克服的障礙和路線的發展方向。
基本介紹
- 中文名：整合型燃料電池
- 技術整合：生物質制氫與燃料電池
- 新途徑：生物質能源的高效經濟
- 領域：工程技術
簡介,生物質制氫與燃料電池整合技術的意義,生物質制氫技術研究,
簡介
發展氫能經濟已經成為世界各國的共識，通過氫的製取、儲存和燃料電池技術的突破，形成可持續的能源模式。氫源問題卻逐漸成為整個氫能經濟鏈條中制約性的一環。化石燃料制氫過程普遍存在著嚴重的環境污染，特別是二氧化碳等大量排放造成溫室效應，使環境與生態產生了不可逆轉的惡化。同時，化石燃料儲量有限，目前以常規化石燃料為主的能源結構將極大地限制化石燃料用於氫的生產。隨著能源結構多元化調整和燃料電池技術的突破，發展規模化的清潔制氫用氫技術已成為重中之重。基於可再生資源生物質的氫能路線具有廣闊的開發潛力。重點討論了利用生物質為原料，通過熱化學轉化的方法轉化為富氫燃料氣，並與高溫的燃料電池系統相結合，構建分散式的能源供應模式的可行性。
生物質制氫與燃料電池整合技術的意義
生物質是指由光合作用而產生的各種有機體，生物質能是太陽能在生物體中貯存的一種能量形式，具有可再生性。生物質資源數量龐大，形式繁多，包括薪柴、農業和林業殘剩物、食品加工和林產品加工下腳料、城市固體廢棄物、生活污水和水生植物等。從資源本身的屬性來說，生物質是能量和氫的雙重載體，生物質自身的能量足以將其含有的氫分解出來，合理的工藝還可利用多餘能量額外分解水，得到更多的氫。生物質能是低硫和二氧化碳零排放的潔淨能源，可避免化石能源制氫過程對環境的污染，從源頭上控制二氧化碳排放，因此這種基於可再生能源的氫能路線是真正意義上環境友好的潔淨能源技術。
燃料電池被認為是氫能最有效的利用方式，燃料電池具有能量轉化效率高，過程潔淨，無污染物排放，可靠性高等優勢。目前，燃料電池研究相當繁榮，適合於商業化套用的燃料電池系統也正在加緊開發。燃料電池系統體積小，具有高度的靈活性，可以作為單機套用於獨立電源，向具有不同用電規律的用戶分散式供電，提高供電效率；燃料電池系統模組化的設計便於靈活建設，可方便地布置於用戶附近，就地安裝，獨立地為用戶供應電和熱，非常適合於偏遠山區、島嶼哨所等與集中電網分離的無電缺電區域，也可以作為電網的峰時補充。這種分散式的供能模式對於提高供電系統的安全性，減少輸變電損失具有積極意義。
如果將生物質轉化為氫氣，並與高效的燃料電池系統實現整合，實現向周邊區域的供熱、供電，則就可以實現生物質資源的高效清潔當地利用，避免了生物質原料大規模收集儲存的費用，同時也解決了部分地區的電力供應，緩解電力供應緊張。因此，生物質制氫與燃料電池一體化方式，將會構建分散式的能源供應模式，將對國民經濟的可持續發展產生深遠影響。
生物質制氫技術研究
生物質利用技術已經過多年發展，開發了多種技術將生物質轉化為氣、液、固態能源產物，部分技術業已達到商業化水平，尤其是生物質氣化供氣和發電技術都已經有了成功的套用實例。所以，將已有的生物質能轉化利用技術轉移套用到氫的生產上面，將會使技術的開發周期大為縮短，使氫的生產成本保持在可接受的範圍。目前開發的生物質制氫線主要有熱化學轉化和生物法轉化，又分別有若干工藝，形成十分活躍的研究領域。
