舉世矚目的北京冬奧會(huì)順利落幕，國(guó)民“愛(ài)豆”冰墩墩貢獻(xiàn)了諸多名場(chǎng)面強(qiáng)力圈粉。張藝謀用一支內(nèi)置氫燃料的“飛揚(yáng)”火炬，不僅兌現(xiàn)了中國(guó)在國(guó)際社會(huì)中許下的碳中和諾言，也點(diǎn)燃了國(guó)民對(duì)于氫能的關(guān)注。今天，小悅帶著大家一起認(rèn)識(shí)“氫氣”的前世今生。

“氫”的發(fā)現(xiàn)

早在16世紀(jì)，瑞士科學(xué)家帕拉塞爾斯發(fā)現(xiàn)把鐵放入硫酸中，會(huì)產(chǎn)生一種特殊的氣體。1766年，英國(guó)化學(xué)家和物理學(xué)家卡文迪許使用多種金屬重復(fù)了帕拉塞爾斯的實(shí)驗(yàn)，將氫氣收集起來(lái)并研究其性質(zhì)。因此，在化學(xué)史上，人們把氫元素的發(fā)現(xiàn)這一項(xiàng)重大成就，主要?dú)w功于卡文迪許。

物理性質(zhì)

氫氣是無(wú)色無(wú)味并且密度比空氣小的氣體，在各種氣體中，氫氣的密度最小。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1升氫氣的質(zhì)量是0.089克，比相同體積的空氣輕得多。常溫下，氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定，不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但當(dāng)條件改變時(shí)（如點(diǎn)燃、加熱、使用催化劑等），情況就發(fā)生變化。如氫氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%-75%時(shí)，遇到明火時(shí)，就會(huì)引起爆炸。

在工業(yè)上的分類(lèi)

工業(yè)上，根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)氫》GB/T3634-1995，氫氣可分為高純氫（99.999%）、純氫（99.99%）、普氫（99.9%）三種。聯(lián)悅生產(chǎn)的氫氣主要為高純氫，并且通過(guò)專(zhuān)業(yè)的第三方檢測(cè)，聯(lián)悅氫氣產(chǎn)品的每項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均大幅度優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

氫氣的制取方法

氫氣是二次能源，不能直接從自然界中獲取，需要由一次能源轉(zhuǎn)化而來(lái)。工業(yè)上，常見(jiàn)的氫氣制取方法包括天然氣重整制氫（SMR）、甲醇裂解制氫（MC）、水電解制氫（Electrolysis） 、工業(yè)副產(chǎn)氫（Off Gas）。目前公司熟練掌握包括天然氣制氫等以上各種制氫方法，且擁有眾多技術(shù)訣竅，能夠長(zhǎng)期保持設(shè)備的穩(wěn)定高效運(yùn)行。

天然氣重整制氫（SMR）

工藝描述：天然氣經(jīng)過(guò)壓縮，進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐加熱，而后進(jìn)入反應(yīng)爐，在催化劑的作用下，發(fā)生蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)，產(chǎn)生含氫量約為70~90%的混合氣，經(jīng)過(guò)變壓吸附提純得到不同純度的氫氣產(chǎn)品。

反應(yīng)公式：CH4 + H2O→ CO ↑+ 3H2↑ CO + H2O→ CO2 ↑+ H2↑

適用規(guī)模：2000-10000NM3/h

特點(diǎn)：工藝穩(wěn)定，適合大規(guī)模制氫；前期投資較大，成本穩(wěn)定（管道天然氣）；天然氣既作原料，又做燃料。

甲醇裂解制氫（MC）

工藝描述：按照一定比例配制的甲醇與脫鹽水混合后，在一定的溫度、壓力條件下通過(guò)催化劑作用，同時(shí)發(fā)生催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)，最終生成氫氣。產(chǎn)生的氫氣經(jīng)過(guò)變壓吸附提純可以得到不同純度的氫氣產(chǎn)品。

反應(yīng)公式：CH3OH + H2O →3H2↑ + CO2↑

適用規(guī)模：300-3000NM3/h

特點(diǎn)：工藝穩(wěn)定，適合中等規(guī)模制氫；開(kāi)關(guān)機(jī)靈活；前期投資較小，但甲醇價(jià)格波動(dòng)較大。

水電解制氫（Electrolysis）

工藝描述：將原料水（純水）送入電解槽，由電解槽在直流電的電解下產(chǎn)生氫氣及氧氣。產(chǎn)生的氫氣經(jīng)過(guò)變壓吸附提純可以得到不同純度的氫氣產(chǎn)品。

反應(yīng)公式：2H2O→2H2↑+O2↑

適用規(guī)模：20-200NM3/h

特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，但只適合小規(guī)模制氫；制氫成本最高；公認(rèn)最純凈的制氫方式。

工業(yè)副產(chǎn)氫（Off Gas）

工藝描述：將工業(yè)副產(chǎn)尾氣（含氫量75%~98%），經(jīng)過(guò)變壓吸附提純可以得到不同純度的氫氣產(chǎn)品。

適用規(guī)模：1000-10000NM3/h

特點(diǎn)：工藝穩(wěn)定，適合各種規(guī)模的制氫；氫氣產(chǎn)品純度高，雜質(zhì)少；受上游生產(chǎn)影響程度較大。

氫氣的儲(chǔ)運(yùn)方式

當(dāng)前，氫氣產(chǎn)品的商業(yè)化儲(chǔ)存方式主要是氣態(tài)儲(chǔ)氫，液氫只能用于軍工行業(yè)。目前主流的儲(chǔ)氫載體為鋼瓶和魚(yú)雷管束車(chē)，公司擁有魚(yú)雷管束車(chē)超多150臺(tái)，配送能力超過(guò)300,000 Nm3/d 。

氫氣的相關(guān)應(yīng)用

由于氫氣的諸多特點(diǎn)，氫氣在我們的日常生活應(yīng)用十分廣泛。氫氣的應(yīng)用主要分為兩個(gè)方面，一個(gè)是在傳統(tǒng)行業(yè)作為原材料使用，另一個(gè)是在氫能與燃料電池行業(yè)作為能源使用。

傳統(tǒng)行業(yè)

氫氣作為一種工業(yè)氣體，在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細(xì)有機(jī)合成、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用。如在煉油工業(yè)中，氫氣被用于燃料油、石油煉制等的加氫精制來(lái)提高油品的質(zhì)量。在玻璃制造的高溫加工過(guò)程及電子微芯片的制造過(guò)程中，在保護(hù)氣中加入氫氣以去除殘余的氧，防止氧化的發(fā)生。

氫能與燃料電池行業(yè)

在氫能與燃料電池領(lǐng)域方面，氫氣作為綠色無(wú)污染的新能源燃料，主要應(yīng)用在交通領(lǐng)域，如氫燃料電池汽車(chē)、氫燃料電池船舶、氫動(dòng)力航空等方面。其中，氫燃料電池乘用車(chē)、公交車(chē)、叉車(chē)已經(jīng)投入市場(chǎng)。如北上廣深等大城市均投入使用氫燃料電池公交車(chē)，行駛過(guò)程中無(wú)二氧化碳排放，比傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)車(chē)更環(huán)保。