“水氢发动机汽车”的关键制氢技术的创新点是什么?
基本原理
车载铝合金水解制氢技术主要是利用金属铝与水发生化学反应来制备氢气,属于一种制氢技术。铝水反应制氢可用下面的式子表示:
2Al +4H2O=2AlO(OH) + 3H2↑
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
铝在地球上含量丰富,来源广泛,价格低廉,密度低,且铝水反应的过程不产生含碳和氮的有害物质,产物环境友好,金属铝水解反应也具有很高的氢气产量和产氢速率。虽然铝容易与水反应,但通常条件下由于铝表面与空气接触,会覆盖一层致密的氧化膜,阻碍金属铝与水的接触反应,因而如何有效去除铝表面的氧化膜,加速反应的进行,提高转化率是铝水反应的关键。针对以上难点,可通过优化制氢铝合金的成分以及制备工艺来获得具有高活性的产氢铝合金,实现快速水解制氢。制氢后得到水解产物偏铝酸,可以直接作为阻燃材料使用,高品质的偏铝酸可以用于电池隔膜产业,并可以进一步加工成微纳米级氧化铝,具有较高的经济价值。同时,偏铝酸和氢氧化铝经过加热可以得到品质较好的三氧化二铝。
湖北工业大学董仕节教授带领团队从2006年开始研发相关技术,并于2010年获批科技部973前期专项研究项目“车载水解制氢用铝合金制备的关键技术基础研究”、2017年获批国家自然科学基金面上项目“水解制氢用高活性微纳米Al-Ga-In-Bi2O3-SnCl2材料的制备及产氢机理”。
授权专利ZL201610564832.5 公开了一种水解制氢铝合金及其制备方法,主要是采用机械合金化的方式在金属铝粉中添加少量低熔点金属和无机盐制备出在常温常压下能与水反应产生氢气的水解制氢铝合金。并且,通过调整添加剂的含量可以获得不同产氢量的水解制氢铝合金。申请专利CN201910117543.4公开了一种水解制氢铝合金及其制备方法和应用,其由90~95wt%Al和5~10wt%添加剂组成,所述添加剂为金属单质、金属氧化物和金属氯化物中的一种或多种。该水解制氢铝合金采用机械合金化的方式制备而成。根据不同的需要,可以通过改变添加剂成分和含量以及机械合金化工艺参数获得产氢性能不同的水解制氢铝合金。上述两项专利现已授权给南阳市青动能源科技有限公司,允许其在运营期间使用,且授权使用期限为4年。
| (1)镓铝合金含有镓和铝,属混合物;从图中工艺可知铝可循环利用,铝属单质; (2)铝和水反应生成氧化铝和氢气,反应的化学方程式为:2Al+3H 2 0=Al 2 O 3 +3H 2 ↑;该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应属置换反应; (3)电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为2H 2 O
故答案:(1)混合物;铝;(2)2Al+3H 2 0=Al 2 O 3 +3H 2 ↑;置换反应;(3)2H 2 O
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一项备受质疑的“技术”
车载水能否实时制取氢?面对这类问题,庞青年曾表示,这并非简单由水变为氢气的过程,其技术全称为“水解制氢”,原理为水通过催化物的作用分解成为氢气,但催化剂作为机密不能透露。因此,多位业内人士曾表示,“水氢 汽车 ”技术存在炒作嫌疑,并不科学。
但随后,湖北工业大学相关负责人向媒体证实,“水氢 汽车 ”的关键制氢技术由该大学提供支持,为一项车载铝合金水解制氢技术。
曹广平进一步指出:“青年 汽车 卖点主要是用铝合金制氢代替‘制氢、输氢、储氢’,从表面上看很先进,但实际上他们对铝合金的来源和制取却说不清楚,或许可能也不想说清楚。”
曾被列入骗补车企名单
“水氢 汽车 ”事件争议不断,但此后青年 汽车 却始终没有作出有效说明和回应。那么,受业内人士质疑的“水氢 汽车 ”,是否是“骗补”噱头呢?对此,工业和信息化部曾回应称,该产品没有列入《车辆生产企业及产品公告》,不能申请新能源 汽车 补贴。
据了解,金华青年 汽车 早前曾存在过骗补情况,如2017年2月,金华青年 汽车 曾被列入工信部第二批骗补罚单。但值得一提的是,金华青年 汽车 因骗补被处罚后,却依然继续申请补贴。因此,有业内人士分析认为,金华青年 汽车 2017年可能已陷入资金困境。
同时,对于此类新能源 汽车 行业的“骗补”现象,曹广平认为,其根本原因是钻了补贴空子,他表示:“建议国家只补贴技术研发,而企业能否获得经济效益,让用户投票最合理。技术项目水平验收不走过场,能够公开、公正、公平地接受群众及第三方监督。”
“水氢 汽车 ”事件是最后一根稻草
据了解,金华青年 汽车 此前曾被常州长江玻璃有限公司等4家公司多次提起破产重整,但均被法院驳回。去年,陷入经营困境和舆论漩涡已久、被多家企业申请破产的金华青年 汽车 也曾进入预重整阶段。
2020年10月16日,浙江省金华市中级人民法院作出(2020)浙07民诉前调1号通知书,对金华青年 汽车 预重整工作诉前纠纷多元化解进行登记,并指定预重整管理人。对此,全国乘用车联合会秘书长崔东树曾表示:“金华青年 汽车 重整原因主要在于乘用车市场发展不顺,在产品选择、发展方向上都出现问题,后面又搞了水氢发动机项目,这个技术也是有缺陷的。”
此次金华青年 汽车 正式宣告公司进入破产清算程序,其破产重整风波也算落下帷幕。曹广平指出:“金华青年 汽车 破产本质上是新能源 汽车 骗补手段的破产,其原因并不是什么经营不善,而是当初就来者不善。金华青年 汽车 破产本身并不必然与水氢 汽车 有联系,其只是借用水氢技术路线罢了。”
在任万付看来,金华青年 汽车 破产的主因还是经营不善。“金华青年 汽车 虽然一度取得不错的成绩,但之后扩张过快,研发实力不足,导致产品竞争力下降,逐渐被市场淘汰。‘水氢 汽车 ’事件是压垮金华青年 汽车 的最后一根稻草。”
一、 理论
河南南阳的水质轻技术实际就是注入水以后和催化剂一起跟车里的铝粉起反应而产生的氢气,氢气和燃料电池对于作用产生电能的过程,从化学能量转化为电能电能进行推动汽车行驶,在这个理论上是可以实行的,是在理论上行,但是在实现中没有充分的利用价值。
二、 成本
首先他有一个成本的问题,在特别好的状态下,9公斤的雷才能支出一公斤的亲戚,这样用累至亲的成本直接用汽油或者是直接用电池能汽车前行的好几倍,简单的例子里都是需要电才能制出来的,用铝制氢氢最后再转换为电能,干脆不至于直接用电特别的好,而且至亲用的铝不是普通的铝合金要求是特别高的,它不能有氧化层,也不会跟水催化剂及反应,这样的铝成本是特别高的。
三、 纸上谈兵
其实这就是一个纯粹的纸上谈兵的项目,直接说一点就是纯粹用来骗取国家的补贴和吸引地方政府投资用的,虽然成功的忽悠了,领导为此大战,但是纸总是包不住火的,随着南阳日报的记者不顾自身的安危,率先披露这个世界在中国的大地上会愈演愈烈,吸引无数的目光和关注,依然已经成为本年度的最佳冷笑话。
在一些媒体的报道说严格抵制类似于前年水变油的美科技,也要抵制那些拍着脑袋决定拍胸脯保证的三拍官员,有些人现实真累,头疼,所以很难找到借口或者台阶下,由于这些青年的企业水质轻项目比较科学的专业人士也不必别浪费时间了。
①CH3OH(l)=2H2(g)+CO(g)△H1=+128kJ?mol-1;
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ?mol-1;
③2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)△H=-283kJ?mol-1;
④CH3OH(l)+H2O(l)=3H2(g)+CO2(g)△H2=a kJ?mol-1;
根据盖斯定律可知,④=①-②+0.5×③,
△H2=△H①-△H②+0.5×△H③=+128kJ?mol-1-(-286kJ?mol-1)+0.5×(-283kJ?mol-1),
解得:△H2=+131kJ/mol,
故答案为:CO;+131kJ/mol;
Ⅱ、(1)从反应是否容易控制解题,当机械切割行为停止时,放氢反应也会立即停止,故答案为:当机械切割行为停止时,放氢反应也会立即停止;
(2)CO、H2混合气可还原铁,铁可与水反应生成氢气,故该金属为铁,故答案为:3Fe+4H2O(g)
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III、催化剂的载体常具有多孔结构,有较大的表面积,对于可逆反应,催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率,故答案为:CD;
Ⅳ、硼氢化钠水溶液中加入特定催化剂后,可以发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气,故答案为:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑;
NaBH4易被氧化,MgH2易水解,故需要通入氩气或氢气作保护气,故答案为:防止NaBH4被氧化;防止金属氢化物水解.
[功能介绍]
?压缩机(核心部件进口材料,排气量标配:V3.8)
?进口分子筛
?进口湿化瓶
?自发光分区流量计
?累计计时器
?单次计时器
?普通储物箱
<产品优点>
海龟氧气机采用先进的变压吸附(Pressure Swing Adsorption 简称PSA)原理,以空气为原料,通过物理方式分离出高纯度医用氧气产氧快,安全,经济,方便,轻松取代瓶装氧和化学制氧,是长期用氧者的首选.
采用国际标准(美国家庭用氧浓缩器标准F1464和国际医用氧浓缩器安全标准ISO8359)设计生产.
A1.氧气浓度动态监控:实时监控出氧浓度,吸氧更放心。
A2.系统多点自动监控:氧气浓度、 温度、压力、断电等报警,保证机器运行更可靠。
A3.先进的降噪工艺流程设计:机器运行噪音低,吸氧更舒适.
A4.累计计时器提供科学数据,指导每3000小时主动保养维护,保证机器在整个使用过程中始终处于良好状态.
B.产品关键部件配置标准高。
B1.压缩机量身打造,使氧气机动力源“压缩机”配置更精良.
B2.双通路合金组合控制阀:与美国研究机构合作研发高精密控制部件,保证机器可靠运行。
B3.采用预紧填装工艺制造的专业铝合金一体化分子筛组件,充分发挥分子筛的优良性能, 并能最大限度地延长分子筛寿命.
B4.美国原装进口湿化瓶:医用高分子合成材料制作,良好密封性、通气性,具有阻塞报警功能,湿化效果更明显。
B5. 大液晶背光显示屏: 状态图标清晰醒目,机器运行状态一目了然。
B6.流量计采用自发光材料.
B7.储物箱配置紫外灯,使用更方便.
一、小型制氧机的发展历程
1962年美国联合碳化物公司(UCC)发现了分子筛对气体的选择性特性,并在实验设备上实现了对少数不同气体的分离;随即研制成功了世界上第一台制氢工业装置;随着分子筛材料与工艺的不断提升,70年代中期美国和德国首先将PSA技术应用于空气分离并在化工领域得到应用,到80年代中期化学工业的发展为分子筛的性能提高起到了关键作用,这使设备小型化成为可能,1985年美国的Praxair公司研制的第一台小型制氧机的问世标志着PSA技术小型化的开始,90年代初产品意义上的医用小型制氧机开始出现,美国材料实验学会(ASTM)于1993年颁布了医用小型制氧机标准规范(F1464-1993),国际标准组织于1996年发布了医用小型制氧机的安全性标准(ISO8359:1996)。
目前我国只有国家药品管理局颁布的《YY/T0298?1998医用分子筛制氧设备通用技术规范》,还没有相应的与国际接轨的医用小型制氧机行业或产品标准。
美国《F1464?1993》标准及国际标准《ISO8359:1996》两个标准的一个共同特点是对制氧机做了以下几点强制性规范,而我国《YY/T0298?1998》则没有强制性要求:
A.产品必须设计有不可更改的累计计时功能。
B.产品必须设计有氧浓度监控系统。
C.产品在使用过程中氧浓度不得低于某一安全值,美国《F1464-1993》标准为85,国际标准《ISO8359:1996》为82,我国只对新机出厂作了要求,并未对使用过程中的氧浓度安全值作要求。据悉国家有关部门正在组织专家制订与国际接轨的新的分子筛制氧机国家标准。
二、今后PSA技术的发展方向主要在三个方面
分子筛性能的提升:随着新材料及纳米技术的发展,分子筛的吸附性会极大的提高, 而随着添加元素的不断丰富,产品气的提纯精度将接近100%。
吸附流程的优化:将为吸附设备效率的提高及成本的降低提供保证。
控制系统的创新:控制系统特别是专用控制阀的开发将为提高产品气的分离效率、降低设备的工耗、提高设备的稳定性可靠性提供了新的可能。
三.使用分子筛制氧机注意事项:
由于分子筛制氧机是以空气为原料,空气温度、湿度、及灰尘含量等对机器性能有一定的影响,建议放置在室内或阳台上使用,不要直接放在室外使用。直接放在室外使用,由于空气中灰尘多,温、湿度变化大,会影响到机器的性能及使用寿命;
机器只要开机其耗电量是一定的,两个人同时使用的成本与一个人使用是一样的,如有两人需吸氧,建议加上分支器同时吸氧;
注意机器上的累计计时器,一般情况下3000小时左右应与服务中心联系,做一次检查与保养维护,使机器性能保持在最佳状态。
太阳能电池组件由进口(或国产)单晶(或多晶)硅太阳能电池片串并联,用钢化玻璃、EVA及TPT热压密封而成,周边加装铝合金边框,具有抗风、抗冰雹能力强、安装方便等特性。广泛应用于太阳能照明、灯具、户用供电、公路交通、建筑及光伏电站等领域。
组件构成:低铁钢化玻璃(又称白玻璃),常见厚度在3.2毫米左右,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100NM)透光率达90%以上,对于大于1200NM的红外光有较高的反射率。此玻璃同时耐紫外光线的辐照,透光率不下降。钢化性能符合国标GB9963-88或者封装后的组件抗冲击性能达到国标GB9535-88地面用硅太阳能电池环境试验方法中规定的性能指标。EVA:EVA是一种热融胶粘剂,厚度在0.4毫米-0.6毫米之间,表面平整,厚度均匀,内含交联剂。常温下无黏性且具抗黏性,经过一定调价热压便发生熔融粘接与交联固化,并变的完全透明。固化后的EVA能承受大气变化且具有弹性,它将电池片“上盖下垫”,将其包封,并和上层保护材料-玻璃,下层保护材料背板(TPT,BBF等),利用真空层压技术合为一体。另一方面,它和玻璃粘和后能提高玻璃的透光率,起着增透的作用,并对太阳能电池板的输出有增益作用。太阳能电池片:太阳能电池片是光电转换的最小单元,尺寸一般为125*125或156*156。太阳能电池片的工作电压约为0.5V,,一般不能单独作为电源使用。将太阳能电池片进行串并联封装后,就成为太阳能电池板,其功率一般为几瓦到几十瓦,一百瓦到两百瓦以上,可以单独作为电源使用。
1、钢化玻璃:其作用为保护发电主体(如电池片),透光其选用是有要求的,透光率必须高(一般91%以上),还要做超白钢化处理。
2、EVA:用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(电池片),透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命,暴露在空气中的EVA易老化发黄,从而影响组件的透光率。
从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也是非常大的,如EVA胶连度不达标,EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够,都会引起EVA提早老化,影响组件寿命。
3、电池片:主要作用就是发电,发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片,两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低,但消耗及电池片成本很高,但光电转换效率也高,在室外阳光下发电比较适宜。
薄膜太阳能电池片,相对设备成本较高,但消耗和电池成本很低,但光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点,但弱光效应非常好,在普通灯光下也能发电,如计算器上的太阳能电池。
4、背板:作用,密封、绝缘、防水。一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化,大多数组件厂家都质保25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。
5、铝合金:保护层压件,起一定的密封、支撑作用。
6、接线盒:保护整个发电系统,起到电流中转站的作用,如果组件短路接线盒自动断开短路电池串,防止烧坏整个系统接线盒中最关键的是二极管的选用,根据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同。
7、硅胶:密封作用,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶,国内普遍使用硅胶,工艺简单,方便,易操作,而且成本很低。
下面介绍两种太阳能电池板的制作方法。
太阳能电池板制作方法(一)
第一步:先把二氧化钛粉末放入研钵中与粘合剂进行研磨接着用玻璃棒缓慢地在导电玻璃上进行涂膜,制作出二氧化钛膜把二氧化钛膜放入酒精灯下烧结固化10~15分钟,冷却
第二步:利用天然染料为二氧化钛着色如图所示,把新鲜的或冰冻的黑梅、山梅、石榴籽或红茶,用一个大汤匙进行挤压出汁,然后把二氧化钛膜放进去进行着色,大约需要5分钟,直到膜层变成深紫色,如果膜层两面着色的不均匀,可以在放进去浸泡5分钟,然后用乙醇冲洗,轻轻擦干。
第三步:制作电池正负电极。由涂有导电的SnO2膜层构成,用6B铅笔在导电面上均匀地涂上一层石墨。
第四步:加入电解质利用含碘离子的溶液作为太阳能电池的电解质。如图所示,在二氧化钛膜表面上滴加一到两滴电解质即可。
第五步:组装电池把着色后的二氧化钛膜面朝上放在桌上,在膜上面滴一到两滴含碘和碘离子的电解质,然后把负电极的导电面朝下压在二氧化钛膜上。把两片玻璃稍微错开,以便利用暴露在外面的部分作为电极的测试用。利用两个夹子把电池夹住,这样,你的太阳能电池就做成了。
第六步:电池的测试在室外太阳光下,可以获得开路电压0.4V,短路电流1mA/cm2的太阳能电池
太阳能电池板制作方法(二)
1、第一步,首先用铜带将电池片串联起来。一片电池片相当于一个小型的发电单元,能产生0.5V,5.2A的电流,用铜带将一定数量的电池片串联起来,就能获得更多的发电功率。
2、然后还需要把电池片密封起来,与空气隔绝,否则会逐渐衰减,直至发电功率为零。因此第二步就是用钢化玻璃、EVA、背板,经过加热、抽真空,就能将电池片密封在玻璃和背板之间了。
3、但是钢化玻璃的强度不够,容易被碰坏,尤其是边角那里。所以,第三步就是在四周套上铝边框,以起来保护作用。经过以上3步,太阳能板就生产出来了。
扩展资料太阳能电池板的应用领域
用户太阳能电源:
(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;
(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;
(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
2. 交通领域:如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
3. 通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
4. 石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
5.灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
6.光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。
7.太阳能建筑:将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。
8.其他领域包括:
(1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;
(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;
(3)海水淡化设备供电;
(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。
参考资料来源:百度百科-太阳能电池板