氢能与燃料电池产业前沿报告：氢能电解槽（44页）

纵观人类能源发展史，从最初的炭(C)到石油(—CH2—)和天然气(CH4)，能源形 式中含氢量剧增，实现低碳及无碳能源消费是必然趋势。  炭、石油和天然气都是典型的化石燃料，燃烧产物主要有二氧化碳(CO2)、硫 的氧化物(SOx)、氮的氧化物(NOx)、挥发性有机碳化物(VOC)、一氧化碳 (CO)和微小的颗粒物。其中，CO2 是一种温室气体，被认为是导致全球气 候变暖的主要原因。SOx 和 NOx 会造成区域性酸沉积。空气中 NOx、CO 和 VOC 反应会形成臭氧，其高氧化性会引起呼吸道疾病，造成农作物减 产甚至破坏植被。微小的颗粒物引起的问题更大，会引起呼吸道和心血管 疾病，甚至癌症。近年来每到入冬季节人们都深受雾霾困扰，颗粒物 PM2.5 是罪魁祸首。有研究表明，黑色的炭颗粒也会增强全球变暖趋势。 

化石燃料属于一次能源，用完后不可再生，因此面临着枯竭的危险。 因争夺化石能源造成的地区不安定，包括战争的频频出现，也促进了各种替 代能源的高速发展。 零排放的氢将成为未来能源的载体。氢是一种真正的清洁能源，其燃烧产物是 水，尤为重要的是不会产生任何污染物。氢有以下优点： （1） 能量密度极高：达到 39.4kWh/kg，约为汽油的 3 倍，焦炭的 4.5 倍， 用高储能密度的氢储存能量具有得天独厚的优势。 （2） 资源丰富：宇宙中大于 90%(原子分数)或者 75%(质量分数)是由氢构成 的； （3） 可由水制取：水是地球上最为丰富的资源，全球约有 70%的面积覆盖着水。相对于电能而言，氢气具有能源和原料的双重属性。在能源领域，氢气可以通 过燃料电池、氢内燃机等技术进行能量转换。其中，燃料电池是氢气能源应用 的主要方向。在燃料电池中，氢气作为反应物与氧气反应，产生电能作为输 出。燃料电池主要应用于交通和储能领域。