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氢能被视为21世纪最具发展潜力的能源。目前,氢气的来源如图1所示。化石资源制氢最为成熟。水煤气变换反应: ,是化石资源制氢过称中的重要反应之一。北京大学团队研究了在不同温度下,多种催化剂对水煤气变换反应中CO转化率的影响,结果如图2所示。
电解水制氢过程简便,造价高昂;利用太阳能制氢是未来的发展方向,“人造太阳”的探索也就应运而生。我国“人造太阳”大科学装置“东方超环”利用的是核聚变,当氘、氚核聚变温度达到1亿摄氏度、持续时间超过1000秒,就能形成持续反应,为水分解提供能量。2020年4月,“东方超环”实现了1亿摄氏度运行近10秒,取得重大突破。
氢气的运输、储存和利用等仍面临诸多挑战,需要人们不断探索。