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中国氢能交通产业的现状、挑战与展望

科技导报 2024年第3期42卷 6-26页

作者：孟翔宇顾阿伦曾静陈铭韵周剑刘滨毛宗强东莞深圳清华大学研究院创新中心东莞523808 清华大学能源环境经济研究所北京100084 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

综述了中国氢能公路交通、轨道交通、船舶和航空领域的发展现状,辨析了中国氢燃料电池车的综合性能,指出中国氢能汽车面临的挑战主要在于2个方面:一是成本高,包括氢燃料电池车成本高,且氢燃料价格高;二是加氢基础设施不足。分析表明,中... 详细信息

综述了中国氢能公路交通、轨道交通、船舶和航空领域的发展现状,辨析了中国氢燃料电池车的综合性能,指出中国氢能汽车面临的挑战主要在于2个方面:一是成本高,包括氢燃料电池车成本高,且氢燃料价格高;二是加氢基础设施不足。分析表明,中国正处于城镇化的中后期阶段,重载交通、拥有固定路线的特种交通等将成为氢能汽车发展的机遇,家庭乘用车将成为未来氢能汽车发展的重要方向。氢能轨道交通将在难以电气化的地域发挥作用,以氢基化合物为动力的船舶和航空器将成为氢能船舶和航空发展的重点,未来氢能交通应完善规划、促进技术融合创新,发展新型氢能交通出行方式,构建完善的政策体系,并利用碳市场机制实现新飞跃。

关键词：氢能交通氢能汽车船舶航空减排

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天然氢开发前景引业界关注

中国石化 2024年第2期 45-45页

作者：毛宗强清华大学核能与新能源技术研究院国际氢能协会(IAHE)

氢气对全球能源转型具有重要作用。近期,法国和澳大利亚相继发现高浓度大储量天然氢气,极具商业化开发前景,引起业界关注。天然氢的发现具有重大意义。首先,颠覆了科学界以前认为地球上没有天然气态氢气的认知,也对氢是二次能源的定义... 详细信息

氢气对全球能源转型具有重要作用。近期,法国和澳大利亚相继发现高浓度大储量天然氢气,极具商业化开发前景,引起业界关注。天然氢的发现具有重大意义。首先,颠覆了科学界以前认为地球上没有天然气态氢气的认知,也对氢是二次能源的定义提出直接挑战。其次,大量廉价的天然氢投入市场,将推动氢能发展。

关键词：商业化开发二次能源澳大利亚开发前景具有重大意义天然气全球能源转型氢气

氢能时代—燃料电池的新能源革命——访清华大学核能与新能源技术研究院毛宗强教授

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电源技术 2006年第3期30卷 251-254页

作者：李蔚毛宗强清华大学核能与新能源技术研究院

随着现代文明的发展，人们逐渐认识到传统的能源利用方式有两大弊病。一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能，受卡诺循环及现代材料的限制，在机端所获得的效率只有33%-35%，一半以上的能量白白地损... 详细信息

随着现代文明的发展，人们逐渐认识到传统的能源利用方式有两大弊病。一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能，受卡诺循环及现代材料的限制，在机端所获得的效率只有33%-35%，一半以上的能量白白地损失掉了；二是传统的能源利用方式给今天人类的生活环境造成了巨大的废水

关键词：新能源技术燃料电池清华大学能源革命研究院教授核能氢能利用方式现代文明

国际氢能协会副主席毛宗强:能源安全、环境压力催生氢能发展热潮

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能源 2019年第3期 28-31页

作者：李帅毛宗强不详国际氢能协会

2018年,氢能在中国受到前所未有的关注,上海、佛山、武汉、苏州、济南、大同、张家口……这些城市都已经发布了氢能发展的规划,而且仍有越来越多的城市加入到这个名单中。整个中国都在经历着一轮前所未有的氢能热。氢能被中国重视只是... 详细信息

2018年,氢能在中国受到前所未有的关注,上海、佛山、武汉、苏州、济南、大同、张家口……这些城市都已经发布了氢能发展的规划,而且仍有越来越多的城市加入到这个名单中。整个中国都在经历着一轮前所未有的氢能热。氢能被中国重视只是近几年的事情.

关键词：氢能源环境压力研究院能源安全燃料电池

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化学改性豆油的合成及其性能

清华大学学报（自然科学版） 2009年第9期5卷 1549-1552页

作者：段世杰毛宗强清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

对豆油进行化学改性,利用异构化反应在分子中引入支链,以提高其氧化稳定性及流变学性能;并考察改性豆油的氧化稳定性、流变学性能和摩擦学性能。实验结果表明:增加中位链长度,改性豆油的黏度、黏度指数、低温性能、抗磨损性能以及承载... 详细信息

对豆油进行化学改性,利用异构化反应在分子中引入支链,以提高其氧化稳定性及流变学性能;并考察改性豆油的氧化稳定性、流变学性能和摩擦学性能。实验结果表明:增加中位链长度,改性豆油的黏度、黏度指数、低温性能、抗磨损性能以及承载能力都会提高,而氧化稳定性会降低;端链的支链化会提高改性豆油的低温性能,并且随着链长的增加,其低温性能进一步提高;改性豆油中的羟基被乙酰化后其氧化稳定性会有一定程度的提高,但这会降低改性豆油的抗磨损性能和油膜承载能力。

关键词：摩擦学性能豆油润滑剂流变学性能氧化稳定性

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“双碳”目标下中国氢能发展战略

天然气工业 2022年第4期42卷 156-179页

作者：孟翔宇陈铭韵顾阿伦邬新国刘滨周剑毛宗强东莞深圳清华大学研究院创新中心清华大学核能与新能源技术研究院

氢能由于其所具备的清洁、低碳、高效、可再生等优点,逐渐成为全球应对气候变化、实现可持续发展的重要能源载体之一。当前中国面临“双碳”目标的紧迫压力,而氢能将在这个宏伟目标实现过程中发挥重要作用。为提出“双碳”目标下中国氢... 详细信息

氢能由于其所具备的清洁、低碳、高效、可再生等优点,逐渐成为全球应对气候变化、实现可持续发展的重要能源载体之一。当前中国面临“双碳”目标的紧迫压力,而氢能将在这个宏伟目标实现过程中发挥重要作用。为提出“双碳”目标下中国氢能发展战略,基于氢能在中国“碳达峰”“碳中和”战略中的作用和角色,研究了中国的氢能禀赋,提出了“氢能伦理”“氢能胡焕庸线”等概念,论述了制氢、储氢、运氢及用氢各主要环节的发展现状、现有的优势,指出了中国氢能产业面临成本问题、氢能基础设施不足、能源效率偏低且与可再生能源发展步骤不匹配、市场需求不足、技术发展存在短板、政策体系不完善等6大障碍与挑战。最后,提出了未来氢能产业发展的5项政策建议:①制定行动方案,落实国家氢能发展规划的要求;②建设国际、国内双循环的氢能经济体系;③发挥氢能优势,建设清洁低碳、安全高效的清洁能源体系;④加快氢能科技创新,推动建设氢能科技发展高地;⑤建设氢能应用产业集群发展园区,扩大氢能应用市场。结论认为,“双碳”目标下,中国应发挥氢能作为能源载体和工业原料的双重优势,使氢能产业在保障中国能源安全、推动社会经济转型升级以及保护生态环境方面发挥协同作用,从而为中国最终实现“碳中和”目标提供技术选择和路径支撑。

关键词：氢能碳达峰碳中和发展战略氢能禀赋胡焕庸线机遇挑战政策建议

金属有机框架材料中的质子传导及其在质子交换膜中的应用

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化工进展 2022年第S1期41卷 260-268页

作者：高帷韬殷屺男涂自强龚繁李阳徐宏王诚毛宗强清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)是保证燃料电池安全、高效运行的关键部件。当前,Nafion及部分Nafion衍生物PEM被广泛应用于燃料电池、电解制氢、传感检测、液流电池等领域。但是,其仍存在制造成本过高、高效温度范围狭窄(约2... 详细信息

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)是保证燃料电池安全、高效运行的关键部件。当前,Nafion及部分Nafion衍生物PEM被广泛应用于燃料电池、电解制氢、传感检测、液流电池等领域。但是,其仍存在制造成本过高、高效温度范围狭窄(约20~80℃)等问题。近年来,部分金属有机框架材料(metalorganic frameworks,MOFs)因具有结晶性、可设计性和高比表面积等优点,作为潜在的新型质子导体,被用于修饰、改进现有高分子质子交换膜,或直接被作为主要质子传导介质制成质子交换膜,取得了一系列重要进展。本文详细介绍了在MOFs中五种质子传导的常见方式,综述了近年来国内外在高性能质子传导MOFs领域的代表性成果,总结了质子传导MOFs在质子交换膜中的三类常见应用方法,指出MOFs材料在提高PEM质子电导率、降低PEM成本、拓宽PEM高效工作区间等方面具有巨大的发展潜力。最后,本文提出现有MOFs在质子交换膜中的应用还存在稳定性、耐久性、有害物质逸出等方面的问题,这为新型MOFs质子交换膜的开发提供了参考与思路。

关键词：金属有机框架材料质子交换膜燃料电池质子传导

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单壁碳纳米管吸附氢气的计算机模拟

高等学校化学学报 2001年第6期22卷 958-961页

作者：顾冲高光华于养信毛宗强清华大学化工系清华大学核能研究院北京100084

采用巨正则系综的蒙特卡罗方法 ( GCMC)模拟常温 ( T=2 93 K)时氢气在单壁碳纳米管中的吸附过程 .氢气分子之间、氢气分子与碳原子之间的相互作用采用 Lennard-Jones模型 .其中 ,将氢气对整个碳纳米管中所有碳原子的作用进行加和 ,以获... 详细信息

采用巨正则系综的蒙特卡罗方法 ( GCMC)模拟常温 ( T=2 93 K)时氢气在单壁碳纳米管中的吸附过程 .氢气分子之间、氢气分子与碳原子之间的相互作用采用 Lennard-Jones模型 .其中 ,将氢气对整个碳纳米管中所有碳原子的作用进行加和 ,以获得氢气分子与单根给定半径的碳纳米管的相互作用模型 .研究和讨论了 5种半径的碳纳米管在 2 93 K时的吸附等温线以及在 2 93 K和

关键词：蒙特卡罗模拟单壁碳纳米管吸附氢气储存计算机模拟

基于分布参数燃料电池模型的SOFC-GT混合发电系统模拟

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清华大学学报（自然科学版） 2011年第2期51卷 282-288页

作者：史翊翔包成蔡宁生毛宗强清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 清华大学核能与新能源研究院北京100084 北京科技大学热能工程研究所北京100083

针对混合发电系统模拟需求,建立管式SOFC准二维分布参数模型,沿流道方向考虑传热、传质数学模型,沿电池厚度方向考虑电化学反应以及多孔电极中的多组分气体扩散。结合系统其他部件(燃气轮机、重整器、换热器等)模型,对某公司220 kW SOFC... 详细信息

针对混合发电系统模拟需求,建立管式SOFC准二维分布参数模型,沿流道方向考虑传热、传质数学模型,沿电池厚度方向考虑电化学反应以及多孔电极中的多组分气体扩散。结合系统其他部件(燃气轮机、重整器、换热器等)模型,对某公司220 kW SOFC-GT混合发电系统进行模拟分析,模拟了参比工况电池参数分布,研究了可控参数(工作电压、入口燃料流率、燃料循环比率、旁路空气比率)对系统性能、状态点参数及电池参数分布的影响规律。结果表明:系统参比工况稳态运行效率在52%以上,过电位、电流密度和温度沿流道方向变化显著,明显呈现非线性趋势,燃料、固体、空气的温度也有较大差异,在系统运行特性分析中有必要采用分布参数模型以合理描述电池中发生的物理化学变化。

关键词：固体氧化物燃料电池燃气轮机混合发电系统