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国际国内制氢技术发展概况

生命的源头——取之不尽的氢

我们都知道，2个氢原子与1个氧原子相结合便构成了一个水分

子。氢气在氧气中易燃烧释放热量，然后氢便和氧结合并生成水。由

于氢、氧结合不会产生CO2、SO2、烟尘等污染物，所以氢被看作是

未来理想的洁净能源，有“未来石油”之称。也可用于燃料电池中，

氢能和燃料电池技术将会彻底改变全球能源系统的发展方向。

氢是自然界最丰富的元素，它存在于淡水、海水之中，也存在于

碳氢化合物和一切生命物质中。我们常说：“水是生命之源”，而水

的源头便是氢，氢是“水之源”，追本溯源，氢才是我们这个星球中

一切生命的真正源头。地球表层三分之二的面积，都由水覆盖着、主

宰着，而其中的三分之二都由氢构成。因此，氢能若能加以开发利用，

对于我们人类而言，是取之不尽用之不竭的能源。所以，国内外对氢

能的开发研究正方兴未艾，将其作为一个国家国计民生的重大战略措

施来看待。可以这样说：氢能将是本世纪能源发展的一大方向。

现有制氢技术之弊

就目前而言，氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于

矿石燃料、生物质和水，工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、

放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。在这些方法中，

除了生物制氢技术外。其它方法都是通过自然界中已经存在的碳氢化

合物——天然气、煤、石油等一次能源中提取出来的，这种方法制取

所得的氢，已经成为了二次能源，它不仅消耗掉了相当大的能量，而

且所得效率相当低；并且在其制取过程还对环境产生了污染。

电解水制氢技术是目前应用较广且比较成熟的方法之一。以水为

原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式

一定的能量，则可使水分解成氢气和氧气。提供电能使水分解制得的

氢气的效率一般在75％－85％。其中工艺过程比较简单，也不会产生

污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。目前电解水的工

艺、设备均在不断的改进，但电解水制氢能耗仍然很高。

烃类水蒸汽重整制氢。烃类水蒸汽重整制氢反应是强吸热反应，

反应时需外部供热。热效率较低，反应温度较高，反应过程中水大量

过量，能耗较高，造成资源的浪费。

重油氧化制氢重整方法，反应温度较高，制得的氢纯度低，也不

利于能源的综合利用。

因此，用这些方式来制取氢，不仅要付出很高的制造成本，还要

付出环境代价，而利用效率却相当低。假如用这种形式来满足我们对

能量的需求，而仅仅为了达到在对能源的末端消费中避免污染，则无

疑是舍近求远，得不偿失，是绝对不可取的，还不如直接利用这些化

石能源的好。

国外制氢技术

为了寻求经济实用的制氢方法，各国科学家正在努力探索。近年

来已经取得了一些进展。如：

1、用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气。

2、用新型的钼的化合物从水中制氢气。

3、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。

4、陶瓷跟水反应制取氢气。

5、甲烷制氢气。

6、从微生物中提取的酶制氢气。

7、从细菌制取氢气。

8、用绿藻生产氢气。

（1）.用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气

有研究人员将0.5克氧化亚铜粉末添加入200立方厘米的蒸馏水

中，然后用一盏玻璃灯泡中发出的460纳米～650纳米的可见光进行

照射，在氧化亚铜催化剂的作用下，水分解成氢和氧。用这种方法共

进行了30次实验，从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。试验中发

现，如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡，水的分解过程就减慢。

氧化亚铜粉末的使用寿命可达1900小时之久。东京技术研究所计划

进一步研究如何提高氢的产生效率，同时研制能够在波长更长的可见

光照射下发挥活性的催化剂，该研究所正在试验一种新的含铜铁合金

的氧化物。

（2）、用新型的钼的化合物从水中制氢

西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制

取氢的方法。他们对催化转化器进行改造，使水分解时仅需很少的成

本。他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂，而不使用电能。他

们说，如果用氢作原料，从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶

633公里。

（3）、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解法制氢

有人发现二氧化钛经光（紫外线）照射可分解水的现象。他们本

拟应用这一方法制氢，但