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(gè)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(zhǎng)過程,有助于提高薄膜的質(zhì)量和性能。
電解水制氫的主要原料是水和電,其中電價(jià)對(duì)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(huì)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。
電解水制氫過程能耗高,被稱為電老虎,而甲醇制氫則能在相對(duì)較低的溫度和壓力下進(jìn)行,減少了能源消耗。提高氫氣產(chǎn)率:甲醇制氫具有較高的氫氣產(chǎn)率。通過重整反應(yīng),甲醇可以地轉(zhuǎn)化為氫氣,使得氫氣的產(chǎn)量相對(duì)較高。這對(duì)于大規(guī)模應(yīng)用氫氣,如氫能源汽車、分布式發(fā)電等領(lǐng)域具有重要意義。
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(huì)降低,可燃上限會(huì)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(shí)也增加了泄漏等情況下發(fā)生火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
石灰生產(chǎn)行業(yè)英國 Tarmac 公司氫技術(shù)生產(chǎn)石灰:英國大型混凝土公司 Tarmac 在巴克斯頓附近屯斯特基地的凈零試驗(yàn)中,利用氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 替代天然氣生產(chǎn)的工業(yè)用石灰。采用氫技術(shù)生產(chǎn)石灰的過程中,燃料燃燒并不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,只釋放出水蒸。
通過不斷的仿真和優(yōu)化,使智能管理系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)各種復(fù)雜的實(shí)際運(yùn)行條件。頂部與底部布置:由于氫氣密度比空氣小,在儲(chǔ)氫容器中易聚集在頂部,所以在容器頂部布置壓力和氫氣濃度傳感器,能更準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)氫氣的壓力變化和是否存在泄漏聚集的情況。
通過對(duì) MOFs 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,可提高其對(duì)氫氣的吸附能力和吸附熱,從而提高儲(chǔ)存效率。同時(shí),MOFs 的合成方法不斷改進(jìn),逐漸降低了生產(chǎn)成本。例如,采用溶劑熱法、微波輔助合成法等合成方法,可縮短合成周期、降低能耗,進(jìn)而降低材料成本。
通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等,建立的儲(chǔ)氫狀態(tài)預(yù)測(cè)模型,能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)氫容器的壓力、溫度變化趨勢(shì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。實(shí)施數(shù)據(jù)融合技術(shù):將來自不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理,綜合分析多個(gè)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,提高對(duì)儲(chǔ)氫狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。
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(diǎn)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。