我国氢能的主要来源是什么

请问煤在高温下与氢气反应的产物是什么？

煤炭和水蒸气在高温下反应可制得水煤气,其主要成分为一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为:C+H2O 高温 . CO+H2反应在高温条件下进行属于吸热反应

煤高温与氢气反应生成什么?

水煤气,即一氧化碳和氢气

氢气

一氧化碳

水和碳在高温下能生成但温度并没有指明,所以生成少量CO2也是可能的.

     在新能源汽车这一概念火起来的时候，电能和氢能是主要的两种新能源，但现在很显然电能才是主流，氢能在国内只应用在了公共交通领域。究竟氢能源是什么能源？氢能源和氢燃料电池又有什么区别？下面就带大家简单了解一下。

      

      氢能源的原理是氢气在氧气中燃烧产生热能，利用热力发动机将这些热能转变成机械能，由于燃烧后的生成物是水，可以将这些水回收再分解成氢气和氧气，进行重复利用。

      目前氢能源主要应用在飞机火箭的发动机，刚刚完成太空任务的神州十二号飞船以及搭载该飞船的长征二号F遥十二运载火箭就是使用了氢能源作为燃料。

      

      而氢燃料电池的工作原理则是电解水的逆反应，用催化剂让氢气和氧气结合变成水，氢原子在这个过程中会释放出电子从而产生电。

      氢能源汽车使用的就是氢燃料电池，所以氢能源汽车实际上还是电动车，氢燃料电池与其说是电池，倒不如说是一个发电机。

      与电动汽车相比，氢燃料电池不存在衰退的问题，而且氢燃料电池的转化效率可以达到70%左右，续航里程以第二代丰田Mirai为例可以达到850公里，加氢气的时间只需要不到五分钟，所以理论上氢燃料电池会是更加理想的替代内燃机替代品。

      

      但是氢气的储存和运输成本非常高，所以还未能形成一条完整的上下游产业链，直接导致了氢燃料无法成为新能源的主流。

      同时，氢气的制造也有很大的限制条件，政府的相关报告指出，目前我国的氢气主要是从煤炭中冶炼出来，通过电解水制备的比例比较低。原因在于电解水虽然简单，但是耗电量比较大，1立方的氢气电解制备就需要5度电，要真正做到环保，使用的电只能是核电、风力电、水力电、光伏电等可再生能源产生的，但这些发电方式的比例非常低。

氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得，因此是二次能源。工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等。氢能具有以下主要优点:燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。

在众多的现代新能源中，氢能独树一帜，将成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气放出的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存在于水中，燃烧后唯一产物也是水，可源源不断地产生氢气，成为用之不竭的能源宝库。

氢是一种无色的气体，燃烧1克氢能释放出142千焦的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻，比汽油、天然气轻多了，因而携带、运输方便。

在大自然中，氢的分布很广，储量很大。水可说是氢的大“仓库”，大约含有11%的氢，泥土里约含15%的氢，石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。

科学家们已研制出利用阳光分解水来制氢的方法。就是在水中加入催化剂，在阳光照射下，产生光化学反应而分解出氢。将来这种方法一旦投入实际使用，那么在汽车、火车、轮船、飞机等交通工具的油箱中也许就无需再装油，只要装满水就行了。

［我还想知道］

氢目前绝大部分是从石油、煤炭和天然气制取的。

氢在常温下是气体，以往大都用笨重的钢制氢气瓶盛装，既沉重，又有爆炸的危险，现在用钛铁合金代替了氢气瓶储氢，重量可减轻一半，而储氢量却增大了4倍。

生物质燃料优缺点

生物能具备下列优点:

(1)提供低硫燃料，

(2)提供廉价能源(于某些条件下)，

(3)将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如，垃圾燃料)，

(4)与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。

至于其缺点有:

(1)植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物，

(2)单位土地面的有机物能量偏低，

(3)缺乏适合栽种植物的土地，

(4)有机物的水分偏多(50%～95%)

煤的优缺点

1 优点

1.1煤炭地下气化技术具有较好的环境效益

煤炭地下气化燃烧后的灰渣留在地下，采用充填技术，大大减少了地表下沉，无固体物质排放，因此煤炭地下气化减少了废物和粉煤灰堆放面积及对地面环境的破坏，这是其他洁净煤技术无法比拟的。地下气化煤气可以集中净化，脱除焦油、硫和粉尘等其他有害物质，可以消除SOx和NOx污染，汞、颗粒物和含硫物质等其他污染物也大大减少。

UCG与传统采煤加地面燃烧相比，可减少二氧化碳排放，并有利于进行碳捕捉和储存。CO经地面变换后，采用分离技术将CO2分离出来储存或作其他用途，从而得到洁净煤气，因此，地下气化技术有利于解决大气污染问题。

地下气化煤气中H2含量在40%以上，分离后得到各种纯度的H2。H2是当今人类最理想的洁净能源，H2可储、可输性好，不仅是高能燃料，又可作为中间载能体使用，它转变灵活、使用方便、清洁卫生，在自然界中形成水-氢-水自然循环，所以氢能是一种可再生能源，符合人类可持续发展的需要。

1.2煤炭地下气化技术提高了煤炭资源的利用率

煤炭地下气化技术可大大提高资源回收率。在抽采煤层气之前进行地下煤气化可回收煤炭热值75%以上，在抽采煤层气之后进行地下煤气化也可回收煤炭热值的70%。此外，还使传统工艺难以开采埋藏太深的煤、边角煤、“三下”（河下、桥下、建筑物下）压煤、己经或即将报废矿井遗留的保护性煤柱和按国家环保规定不准开采的高硫高灰劣质煤得到开采。

煤炭是我国国民经济发展的基础产业，但受传统井工开采技术水平的限制，随着开采强度的逐渐增大，大量的矿井报废或行将报废。据统计1953～1989年有报废矿井297处，1990年～2020年还有244处将报废，遗弃资源储量到目前为止已有300亿吨以上，一般为井工开采（由工人下入井内进行资源开采，与露天开采相对应，井工可采煤炭量仅占煤炭资源储量的11.43%）遗留的煤柱、薄煤层、劣质煤层、高瓦斯煤层等。煤炭地下气化技术的发展应用，为这些资源的有效动用提供了途径。利用煤炭地下气化技术，可使我国遗弃煤炭资源50%左右得到利用。煤炭地下气化技术还可以用于开采井工难以开采或开采经济性、安全性较差的薄煤层、深部煤层、“三下”压煤和高硫、高灰、高瓦斯煤层、浅海海底煤层。因此，地下气化可大大提高了煤炭资源的利用率。

1.3安全性好

煤炭地下气化技术由于实现了井下无人无设备生产煤气，因此具有较好的安全性，可避免传统采煤的煤矿塌陷、透水、瓦斯突出等事故。

1.4投资少、经济效益好

与矿井和矿场建设相比，建设地下煤气化站的投资低2.5倍。与地面气化相比投资显著降低。

1.5劳动生产率高

劳动生产率与露天采煤同样高，为矿井采煤的4倍，产品成本与露天采煤相当，比矿井挖煤大幅下降。

1.6省去了煤的运输和装卸

由此没有运输过程中的燃料损失和煤尘等污染物排放，并减少相应的费用。

2 存在的不足

地下煤气化广泛工业化推广之路仍然有很多需要大量研发投入来克服的挑战。尽管地下煤气化有很多优点，但技术仍不完善，有多种局限：

①有可能导致重大的环境影响：地下蓄水层污染和地表塌陷。根据目前的知识可以建造一种结构，避免或降低这一风险。

②对很多煤资源来说地下煤气化可能技术上是可行的，但是适合地下煤气化的矿藏可能有多得多的限制，因为一些矿藏可能有增加环境风险至不可接受水平的地址和水文特点。

③对地下煤气化的控制不能达到像地面煤气化的程度。很多的过程变量，诸如水注入速度、气化区中反应物分布、孔穴增长速度，只能通过测量温度和产品气的质量和数量进行估计。

④经济性有很大的不确定性，直至有适当数量的基于地下煤气化的电厂被建设和运行。

⑤地下煤气化本质上是一个非稳态过程，因此产品气的流速和热值会随时间变化，产品气成分不稳定。

氢能源是一种二次能源，它是通过一定的技术利用其它能源而制取的，不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。但是由于目前所用的煤、石油、天然气等能源属于不可再生能源，地球的存量是有限的，而人类又时刻离不开能源，随着世界经济的发展，石化燃料的耗量也随之日益增加，促使其储量也日益减少，终有一天这些资源就会枯竭，因此开发更多的新能源已迫在眉睫，人们迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新型含能体能源。

如何利用太阳能生成“氢”，是世界各国都想知道的答案。科学家们指出，发展氢能源，将为建立一个美好、环保的新世界迈出重要一步。

在大自然中，氢的分布非常广泛。其中水中含有11%的氢，可谓是氢的大“仓库”。氢的主体是以化合物水的形式存在的，而地球表面约有70%的水，储水量很大，因此可以说，氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法把氢从水中制取出来，那么氢也将是一种价格相当低廉的能源，会被人们广泛利用。

经试验表明，在燃烧同等重量的煤、汽油和氢气的情况下，从产生的能量上看氢气产生的能量最多，而且它燃烧之后的产物只有水，不会产生灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧会生成二氧化碳和二氧化硫，它们会分别产生温室效应和酸雨。地球上煤和石油的储量是有限的，而氢主要存在于水中，燃烧后剩下的唯一产物也是水，还可以源源不断地产生氢气，永远都不会用完，因此，在众多的新能源中，氢能是21世纪最理想的能源。

氢是一种无色无味的气体，每一克氢燃烧后能释放出142千焦尔的热量，是一克汽油发热量的3倍。氢的重量非常轻，它比天然气、汽油、煤油的重量都轻，因而其携带和运送都很方便，也是用于航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里可以燃烧，其火焰的温度可高达2500℃，因而人们也常用氢气焊接或者切割钢铁等材料。

氢的用途很广泛，适用性也很强。它不仅可以用作燃料，而且金属氢化物还具有化学能、机械能和热能相互转换的功能。氢作为气体燃料，首先被应用在了汽车上。世界一些国家很早就制造出了以液态氢为燃料的汽车。用氢作为汽车燃料，不仅环保，在低温下可以很容易就能发动，而且对发动机的腐蚀也很小，可以延长发动机的使用寿命。由于氢气与空气可以均匀的混合，完全可以省去一般汽车上所用的汽化器装置，从而使现有的汽车构造更加简单、节约原材料。此外更令人惊讶的是，只要在汽油中加入4%的氢气，用它作为汽车发动机的燃料，就可以节油40%，降低了汽车的耗油量，而且还不需要对汽油发动机作很大的改进。

另外，使用氢燃料的电池还可以把氢能直接转化成电能，从而使人们能更方便的使用氢能。迄今为止，这种燃料电池已经被使用在了宇宙飞船和潜水艇上，其效果很不错。但是，由于其成本较高，短时间内还难以被普遍使用。

氢气在一定的温度和压力下很容易转变成液体，因而用铁罐车、轮船运输或者公路拖车运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、火车、飞机等交通工具的燃料，也可用作火箭、导弹等航空工具的燃料。

现在世界上使用的氢绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取的，这就对本来就很紧缺的矿物燃料造成的进一步的威胁，影响了人们生产的长远利益；而少量的氢是通过电解水的方法制取的，但因此消耗了很多的电能，从经济利益上看很不划算，那么人们通过什么办法才能制取大量的、廉价的氢能呢？

随着人们对太阳能的研究和利用的不断发展，人们已开始准备利用阳光来分解水来制取氢气。根据科学家的研究，除了从水中制取氢以外，还可以利用微生物产生氢气。

时至今日，氢能源的制取和利用已经成为了新能源的发展趋势，氢能源不仅能人们带来取之不尽用之不竭的能量，还可以使人们的环境更环保，因此，我们要不断努力，探求更多更好的方法来摄取和利用氢能源。

电解水得到的氢气可以燃烧，用这种方法虽然绿色环保，但热效率低，价格也比煤碳贵。

从能量转化的角度看，电解水制氢再燃烧获得热能，能量经过两次转化，一是电能转化为氢气的化学能，二是氢气的化学能转化为热能，在这两次能量转化中，能量传递效率低。而煤碳燃烧只经过一次能量转化，效率高，也较便宜。另外，氢气储存也是一个很大的难题，目前仍处在科学研究阶段。

A．煤与氢气作用生成液态燃料，故A正确；

B．开发风能、生物质能发电，能减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，有利于环保，故B正确；

C．氮化硅陶瓷是耐高温结构陶瓷，通讯光缆主要成分为二氧化硅，都是新型无机非金属材料，故C正确；

D．以煤、石油、天然气化石燃料为主要原料，可制造化工产品、合成塑料、合成橡胶、合成纤维等，但橡胶和纤维可以分为天然的和合成的，天然的不需要以这些原料生产，故D错误；

故选D．