電子工業(yè)半導(dǎo)體制造:在半導(dǎo)體芯片制造過程中,氫氣被廣泛應(yīng)用于多個環(huán)節(jié)。例如,在硅片的清洗工藝中,氫氣等離子體可用于去除硅片表面的雜質(zhì)和氧化物,硅片表面的清潔和活性。在化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝中,氫氣作為載氣和反應(yīng)氣體,參與薄膜的生長過程,有助于提高薄膜的質(zhì)量和性能。
電解水制氫方面 改進(jìn)催化劑 1 :開發(fā)新型催化劑,如納米催化劑、氮摻雜碳納米管等,提高電解水反應(yīng)的活性,降低過電位,提升電解效率。通過摻雜技術(shù)調(diào)整催化劑電子結(jié)構(gòu),結(jié)合分子動力學(xué)模擬設(shè)計催化劑結(jié)構(gòu)和組成,在提率的同時降低成本。
電解水制氫的主要原料是水和電,其中電價對成本影響顯著。若采用可再生能源發(fā)電制氫,發(fā)電成本與能源獲取的穩(wěn)定性會影響氫氣成本。技術(shù)與設(shè)備,的制氫技術(shù)可提高生產(chǎn)效率、降低能耗與原料消耗,從而降低成本。例如,新型電解水制氫技術(shù)若能提高電解效率、降低槽電壓,可減少電耗成本。
電解水制氫:在現(xiàn)有條件下,假設(shè)工業(yè)用電價格為 0.4 元 /kWh,堿性電解水制氫成本為 29.9 元 /kg,PEM 電解水制氫成本為 39.87 元 /kg。當(dāng)可再生能源電價降至 0.16 元 /kWh,堿性電解和 PEM 系統(tǒng)電解設(shè)備價格分別降至 1000 元 /kW 和 2750 元 /kW 時,堿性電解水制氫和 PEM 電解水制氫成本分別是 11.64 元 /kg 和 14.34 元 /kW。
著火極限拓寬:氫氣的可燃范圍寬,能使混合氣體的著火極限拓寬。以液化氣為例,摻入氫氣后,其可燃下限會降低,可燃上限會升高,使得混合氣體在更寬的濃度范圍內(nèi)都能燃燒,增加了燃燒的可能性,但同時也增加了泄漏等情況下發(fā)生火災(zāi)爆炸的風(fēng)險。
管道運(yùn)輸適合大規(guī)模、長距離運(yùn)輸,但初期建設(shè)投資大;高壓氣態(tài)拖車運(yùn)輸靈活性高,但運(yùn)輸量有限,且隨著運(yùn)輸距離增加,成本上升明顯提純與凈化環(huán)節(jié) 雜質(zhì)含量 不同工業(yè)生產(chǎn)對氫氣純度要求不同。若原料氣中雜質(zhì)含量高,提純工藝復(fù)雜,成本增加。
該試驗項目由英國商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)資助,展示了使用氫氣替代天然氣作為可行燃料商業(yè)化生產(chǎn)石灰的潛力,某制藥廠氫氣燃?xì)忮仩t應(yīng)用:某制藥廠在生產(chǎn)線中使用氫氣燃?xì)忮仩t來加熱反應(yīng)釜。與傳統(tǒng)燃料鍋爐相比,氫氣燃?xì)忮仩t在加熱過程中更加均勻,有效提高了藥品生產(chǎn)效率。
這可能需要增加管道壓力,并可能對管道材料有特殊要求。 綜上所述,氫氣輸送中的壓力并非一個固定的數(shù)值,而是根據(jù)具體的輸送需求、管道條件和安全標(biāo)準(zhǔn)來綜合確定的。在實際應(yīng)用中,可能會涉及到多個壓力值的調(diào)整和選擇。
采用碳捕集與封存技術(shù)在制氫廠安裝二氧化碳捕集裝置,將產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行分離、壓縮并運(yùn)輸?shù)胶线m地點封存。隨著技術(shù)發(fā)展和規(guī)模效應(yīng)體現(xiàn),成本有望降低,在碳排放交易體系下,還可能獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償,提高綜合經(jīng)濟(jì)性。