第6讲能源化学 前国际上已经形成了一个天然气水合物研究的热潮。美国、加拿大 德国、英国、欧共体、日本等发达国家和组织从能源战略角度考虑,纷纷制 订了长远发展规划,深入开展了海底天然气水合物物理性质、勘探技术、开 发工艺、经济评价、环境影响等方面的研究工作,取得了多方面的成果。 据预测,我国2010年石油需求量约2.5亿t,而我国石油工业在进入20 世纪90年代后,老油区稳产难度增大,新油区生产不到位,故石油资源形势 严峻,出现了可采储量入不敷出,增产幅度不大的形势。我国已由石油输出 国转变为进口国,到2010年我国的石油缺口将达近1亿t。随着国民经济的 持续快速稳定发展,我国能源需求与供应的紧张矛盾将长期存在,同时我国 能源储量的人均占有量也远低于世界人均占有量。因此,从保障21世纪经济 可持续发展的战略能源角度出发,把天然气水合物资源的研究、勘探和开发 纳入我国的能源发展和保障计划是十分必要和紧迫的 3.化爭电娠( chemical mains) 化学电源即化学电池,是一种将化学能转变为电能的装置,通称电池, 主要分为一次电池(干电池)、二次电池(蓄电池)和燃料电池。这里重点介 绍燃料电池。 早在1839年,英国人格罗夫(W. Grove)首先用铂黑为电极催化剂 制成了氢氧燃料电池,并把多只电池串联起来为电源,点亮了伦敦讲演厅的 照明灯。过了100多年,直到20世纪60年代,燃料电池才在美国太空总署 (NASA)的阿波罗太空飞行计划中首次得到实质性应用。当时美国通用电气公 司为阿波罗太空飞船设计了称之为 Gemini的燃料电池动力系统,它采用海绵 状的薄膜聚合物作为电池的电解液。尽管这种燃料电池具有非常理想的比功 率,但价格十分昂貴,所以在较长时间内未能得到广泛应用。 当代,美国、日本和欧洲都在拟定开发燃料电池的计划。国际燃料电池 公司在纽约已建成一个功率为48兆瓦的燃料电池电力站,它用磷酸为电解 质,用天然气或石脑油为燃料,用高温水蒸气与燃料反应生成氢和一氧化碳 的反应气后进入电池。日本在1990年前已经投资了170亿日元,用于燃料电第 6 讲 能源化学 ·359· 目前国际上已经形成了一个天然气水合物研究的热潮。美国、加拿大、 德国、英国、欧共体、日本等发达国家和组织从能源战略角度考虑，纷纷制 订了长远发展规划，深入开展了海底天然气水合物物理性质、勘探技术、开 发工艺、经济评价、环境影响等方面的研究工作，取得了多方面的成果。 据预测，我国 2010 年石油需求量约 2.5 亿 t，而我国石油工业在进入 20 世纪 90 年代后，老油区稳产难度增大，新油区生产不到位，故石油资源形势 严峻，出现了可采储量入不敷出，增产幅度不大的形势。我国已由石油输出 国转变为进口国，到 2010 年我国的石油缺口将达近 1 亿 t。随着国民经济的 持续快速稳定发展，我国能源需求与供应的紧张矛盾将长期存在，同时我国 能源储量的人均占有量也远低于世界人均占有量。因此，从保障 21 世纪经济 可持续发展的战略能源角度出发，把天然气水合物资源的研究、勘探和开发 纳入我国的能源发展和保障计划是十分必要和紧迫的。 3．化学电源（chemical mains） 化学电源即化学电池，是一种将化学能转变为电能的装置，通称电池， 主要分为一次电池（干电池）、二次电池（蓄电池）和燃料电池。这里重点介 绍燃料电池。 早在 1839 年，英国人格罗夫（W．Grove）首先用铂黑为电极催化剂 制成了氢氧燃料电池，并把多只电池串联起来为电源，点亮了伦敦讲演厅的 照明灯。过了 100 多年，直到 20 世纪 60 年代，燃料电池才在美国太空总署 (NASA)的阿波罗太空飞行计划中首次得到实质性应用。当时美国通用电气公 司为阿波罗太空飞船设计了称之为 Gemini 的燃料电池动力系统，它采用海绵 状的薄膜聚合物作为电池的电解液。尽管这种燃料电池具有非常理想的比功 率，但价格十分昂貴，所以在较长时间内未能得到广泛应用。 当代，美国、日本和欧洲都在拟定开发燃料电池的计划。国际燃料电池 公司在纽约已建成一个功率为 4.8 兆瓦的燃料电池电力站，它用磷酸为电解 质，用天然气或石脑油为燃料，用高温水蒸气与燃料反应生成氢和一氧化碳 的反应气后进入电池。日本在 1990 年前已经投资了 170 亿日元，用于燃料电