制氢从氨
常见的方法氢经济见图5.2,包含以下步骤:从初级生产氢能源在有些地方,氢分布(基础设施不发达),汽车和氢交付用于发电/推进。我们的目标是评估氢气的总成本在使用点(即每单位质量。,在车辆)两种运输氢经济的布局。第一个布局只是在Fig.5.2介绍和演示。第二布局是指氢氨选项并将在后面介绍。
图5.2为运输氢经济的布局。
初步分析,我们认为氢生产从液体水,通过电解或热化学分解。相应的反应和相关的(理想)反应热量
水(/)^ H2 O2 + 1/2 + 286 MJ
在理想状态下每kmol生产氢的需求啊o = 286 MJ / kmol H2的能量来把水分子。显然,真正的能量推动这个过程比理论由于缺陷之一。生产后,氢必须存储在缓冲区在生产地点,然后收取车辆专门用于加压或低温氢气运输,然后分发给加油站,最后交付给消费者的车辆。在这复杂的氢链的成本将会增加大量特定于每个阶段的能量成正比。稍后我们将研究分销成本和讨论氢的总成本交付。
现在我们介绍第二个选择,而不是氢、氨合成工厂生产的然后在本地缓冲,然后分发给加油站,收取车辆改革的氢热裂解氨分子。这种情况见图5.3。只有~ 12%氨的疱疹需要改革。船上有足够热量的车辆:最先进的H2ICEs有50 - 60%的效率和最先进的燃料电池系统的60 - 70%;其余的氢能源作为热量消散。因此,在改革的过程是“免费”。例外可能使只有PEM燃料电池系统的低温热被拒绝不适合氨裂解。在这种情况下,这并不是分析现在的一小部分产生的氢气可以燃烧产生的热量改革。
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- 图5.3从氨氢经济交通的布局。
此外,氨是工业生产从氢和氮通过完善Haber-Boch过程。从水中得到的氢气可以(气化、热化学水分裂或电解)根据反应(5.1),而氮来自于大气。为了获得一个氨量对应1摩尔的氢气,必须考虑以下反应(理想情况下)
|水^ H2 + 1/2O2 + 286 MJ我H2 + 13 N2 ^ 2/3 NH3 - 30.7 MJ
因此所需要的能量产生1摩尔的氢嵌入在氨是286 - 30.7 MJ或啊^ = 255.3 MJ / kmol H2。因此,在质量的基础上的成本NH3 / H2的成本估计可以作为他们的合成与能量成正比
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