《无机功能材料》课程教学课件（讲稿）第6章 能源材料

第6章能源材料 Ba心百时

第6章 能源材料

能源危机与环境问题 ▣化石能源的有限性与人类需求的无限性 >石油、煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯 竭！！！（科技日报，2004年2月25日，第二版) ▣化石能源的使用正在给地球造成巨大的生态灾难 >温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物生存！！！ ▣人类的出路何在？ >新能源研究势在必行！！！

能源危机与环境问题  化石能源的有限性与人类需求的无限性 ➢ 石油、煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯 竭！！！（科技日报，2004年2月25日，第二版）  化石能源的使用正在给地球造成巨大的生态灾难 ➢ 温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物生存！！！  人类的出路何在？ ➢ 新能源研究势在必行！！！

▣解决能源和环境问题的途径是“开源节流”： >提高燃烧效率，减少资源消耗； >开发新材料、新工艺，实现最大限度的节流； >开发新能源，并积极利用再生能源。 新能源材料使得能源的能量得以传递，主要包括 能量转换、能量储存和能量传输

 解决能源和环境问题的途径是“开源节流” ： ➢ 提高燃烧效率，减少资源消耗； ➢ 开发新材料、新工艺，实现最大限度的节流； ➢ 开发新能源，并积极利用再生能源。 新能源材料使得能源的能量得以传递，主要包括 能量转换、能量储存和能量传输

能源分类 一次能源 二次能源（经转换 可再生能源 非再生能源 或提炼) 风能、水能、太化石燃料（煤炭、 电能、氢能、焦 阳能、地热、潮 石油、天然气)、 炭和汽油、柴油 汐能、生物质能 核能 等石油制品

一次能源 二次能源(经转换 或提炼） 可再生能源 非再生能源 风能、水能、太 阳能、地热、潮 汐能、生物质能 化石燃料（煤炭、 石油、天然气）、 核能 电能、氢能、焦 炭和汽油、柴油 等石油制品 能源分类

主要教学内容 ·6.1储氢材料 ·6.2金属氢化物镍电池材料 ·6.3锂离子电池材料 ·6.4燃料电池材料 ·6.5太阳能电池材料

主要教学内容 • 6.1 储氢材料 • 6.2 金属氢化物镍电池材料 • 6.3 锂离子电池材料 • 6.4 燃料电池材料 • 6.5 太阳能电池材料

氢能开发，大势所趋 氢能优点： >氢是自然界中最普遍的元素，资源无穷无尽一不存 在枯竭问题。 >燃烧热值高。每千克氢燃烧后产生1.25×106kJ热 量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。 >燃烧产物是水一零排放，无污染，可循环利用

氢能开发，大势所趋 氢能优点： ➢ 氢是自然界中最普遍的元素，资源无穷无尽－不存 在枯竭问题。 ➢ 燃烧热值高。每千克氢燃烧后产生1.25×106 kJ热 量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。 ➢ 燃烧产物是水－零排放，无污染 ，可循环利用

实现氢能经济的关键技术 口廉价而又高效的制氢技术； ▣ 安全高效的储氢技术一开发新型高效的储氢材料和安 全的储氢技术是当务之急； 车用氢气存储系统目标： ▣ > EA(International Energy Agency):质量储氢容量>5o; 体积容量>50kg(H2)/m3; >DOE(Department of Energy):质量储氢容量>6.5%， 体积容量>62kg(H2)/m3

实现氢能经济的关键技术  廉价而又高效的制氢技术；  安全高效的储氢技术－开发新型高效的储氢材料和安 全的储氢技术是当务之急；  车用氢气存储系统目标： ➢ IEA(International Energy Agency): 质量储氢容量>5%; 体积容量>50 kg(H2 )/m3； ➢ DOE(Department of Energy)：质量储氢容量>6.5%， 体积容量> 62 kg(H2 )/m3

▣短期目标：氢燃料电池汽车的商业化，并以地区交通 工具氢能化为前导。 ▣长期目标：在化石能源枯竭时，氢能自然地承担起主 体能源的角色

 短期目标：氢燃料电池汽车的商业化，并以地区交通 工具氢能化为前导。  长期目标：在化石能源枯竭时，氢能自然地承担起主 体能源的角色

发展历程 2016.09在武汉诞生全球首台常温常压储氢·氢能汽车工 程样车“泰 2016.12注 2017.12.联 氢燃料 电池发动机 2018.04通 KW氢燃 料电池发动 2018.09与 冬车列入 工信部第9执 2019.01与东风特专合作开发的7.5吨氢燃料电池物流车持 续路试中

发展历程 •2016.09 在武汉诞生全球首台常温常压储氢·氢能汽车工 程样车“泰歌号” 。 •2016.12 注册成立武汉泰歌氢能汽车有限公司。 •2017.12 联合发布泰歌汽车主导研发的“泰歌号”氢燃料 电池发动机、 “开沃·泰歌号”氢能客车。 •2018.04 通过上海机动车检测中心签发的泰歌40 KW氢燃 料电池发动机性能强制性检测。 •2018.09 与南京金龙合作的8.5米氢燃料电池城市客车列入 工信部第9批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》。 •2019.01 与东风特专合作开发的7.5吨氢燃料电池物流车持 续路试中

▣不同储氢方式的比较： 口气态储氢 >能量密度低 >不太安全 >液态储氢 >能耗高一液化1kg氢气约需耗电12kWh; >对储罐绝热性能要求高

 不同储氢方式的比较：  气态储氢 ➢ 能量密度低 ➢ 不太安全 ➢ 液态储氢 ➢ 能耗高—液化1 kg氢气约需耗电12 kW·h； ➢ 对储罐绝热性能要求高