2025年大學《能源化學》專業(yè)題庫——氫能源在能源化學中的研究進展考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)。）1.下列哪種方法不屬于利用可再生能源制氫？A.光照分解水B.電解水C.天然氣重整D.熱化學分解水2.下列哪種儲氫材料具有最高的儲氫密度？A.氫化鈉B.氫化鎂C.碳納米管D.水合物3.氫燃料電池的主要產(chǎn)物是？A.二氧化碳和水B.氮氣和水C.氫氣和氧氣D.二氧化碳和氧氣4.下列哪種催化劑最適合用于光水分解制氫？A.鉑B.釕C.鈦D.鎳5.氫脆是指？A.氫氣在金屬中擴散導致金屬性能下降的現(xiàn)象B.氫氣燃燒爆炸的現(xiàn)象C.氫氣與金屬發(fā)生化學反應生成新物質(zhì)的現(xiàn)象D.氫氣液化過程中的現(xiàn)象6.下列哪種氫能源應用領域具有最大的發(fā)展?jié)摿Γ緼.發(fā)電B.交通C.工業(yè)原料D.居民供能7.綠氫是指？A.從化石燃料中提取的氫氣B.利用可再生能源制取的氫氣C.經(jīng)過提純的氫氣D.液態(tài)氫氣8.氫燃料電池的效率通常在什么范圍內(nèi)？A.10%-20%B.20%-30%C.30%-50%D.50%-60%9.下列哪種技術不屬于氫氣液化技術？A.等溫壓縮B.等熵膨脹C.蒸汽噴射D.絕熱節(jié)流10.氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的哪個環(huán)節(jié)目前是制約氫能發(fā)展的瓶頸？A.氫氣制取B.氫氣儲存C.氫氣運輸D.氫氣應用二、填空題（每空2分，共10分。請將答案填在橫線上。）1.氫能源是一種______、______、______的清潔能源。2.電解水制氫的效率主要受______和______的影響。3.氫燃料電池的基本工作原理是______和______的耦合。4.氫脆現(xiàn)象對______和______的性能都有影響。三、簡答題（每題10分，共30分。請簡要回答下列問題。）1.比較光催化分解水和電化學分解水制氫方法的優(yōu)缺點。2.簡述儲氫材料應具備的性能，并列舉三種常見的儲氫材料及其特點。3.分析氫燃料電池汽車目前面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出可能的解決方案。四、論述題（40分。請結合當前研究熱點，對氫能源在能源化學中的發(fā)展前景進行深入探討。）試卷答案一、選擇題1.C*解析：天然氣重整是利用化石燃料制氫的方法，不屬于可再生能源制氫。2.B*解析：氫化鎂理論儲氫密度較高，是目前研究中比較關注的儲氫材料之一。碳納米管和氫化鈉的儲氫密度相對較低，水合物雖然儲氫容量大，但儲氫密度不高。3.A*解析：氫燃料電池通過氫氣和氧氣的電化學反應產(chǎn)生電能，主要產(chǎn)物是水和二氧化碳。4.B*解析：釕是光催化分解水制氫的常用催化劑，具有較好的光催化活性。5.A*解析：氫脆是指氫氣在金屬中擴散導致金屬性能下降的現(xiàn)象，會影響金屬的強度和韌性。6.B*解析：交通領域?qū)η鍧嵞茉吹男枨缶薮?，氫燃料電池汽車具有零排放、續(xù)航里程長等優(yōu)點，發(fā)展?jié)摿薮蟆?.B*解析：綠氫是指利用可再生能源制取的氫氣，具有環(huán)保效益。8.C*解析：氫燃料電池的效率通常在30%-50%之間，高于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機。9.A*解析：蒸汽噴射和等熵膨脹、絕熱節(jié)流都是氫氣液化技術，等溫壓縮主要用于氣體壓縮。10.A*解析：目前，利用可再生能源制氫的成本較高，是制約氫能發(fā)展的瓶頸。二、填空題1.清潔、高效、可持續(xù)*解析：氫能源具有環(huán)保、高效、可持續(xù)等優(yōu)點。2.電壓、電流*解析：電解水制氫的效率與電解電壓和電流密切相關。3.電化學反應、熱力學*解析：氫燃料電池的工作原理是電化學反應和熱力學過程的耦合。4.結構、性能*解析：氫脆現(xiàn)象會降低材料的結構和性能。三、簡答題1.光催化分解水制氫方法利用光能驅(qū)動水分解反應，具有環(huán)境友好、操作簡單等優(yōu)點，但效率較低，催化劑的穩(wěn)定性和活性有待提高。電化學分解水制氫方法效率較高，可控性強，但需要消耗電能，電催化劑的成本和穩(wěn)定性也是需要解決的問題。2.儲氫材料應具備高儲氫密度、快速吸放氫能力、良好的循環(huán)穩(wěn)定性、安全性和低成本等性能。常見的儲氫材料包括金屬氫化物（如氫化鎂）、化學氫化物（如氨硼烷）、吸附儲氫材料（如碳納米管、活性炭）和水合物等。金屬氫化物儲氫密度高，但吸放氫溫度較高；化學氫化物儲氫密度高，但需要化學反應；吸附儲氫材料儲氫密度較低，但安全性好；水合物儲氫密度高，但制備難度較大。3.氫燃料電池汽車目前面臨的主要挑戰(zhàn)包括氫氣制取成本高、儲氫和運輸技術不成熟、燃料電池系統(tǒng)成本高、續(xù)航里程短、基礎設施不完善等?？赡艿慕鉀Q方案包括開發(fā)低成本、高效制氫技術（如光催化分解水、電解水制氫規(guī)?；?、研發(fā)新型儲氫材料和技術、降低燃料電池系統(tǒng)成本、提高燃料電池性能和壽命、完善氫氣加注站等基礎設施。四、論述題（無標準答案，以下為參考思路）氫能源在能源化學中的發(fā)展前景廣闊。氫能源作為一種清潔、高效、可持續(xù)的能源，能夠有效緩解能源危機和環(huán)境污染問題，是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要途徑。當前，氫能源的研究熱點主要集中在以下幾個方面：*低成本、高效制氫技術：開發(fā)利用可再生能源制氫的技術，如光催化分解水、電解水制氫等，是降低氫氣成本、實現(xiàn)氫能源大規(guī)模應用的關鍵。*新型儲氫材料和技術：研發(fā)具有高儲氫密度、快速吸放氫能力、良好循環(huán)穩(wěn)定性和安全性的儲氫材料，以及高效的儲氫和釋氫技術，是解決氫氣儲存和運輸難題的關鍵。*燃料電池性能提升和成本降低：開發(fā)高性能、長壽命、低成本的燃料電池系統(tǒng)，是提高氫能源應用效率、降低應用成本的關鍵。*氫能產(chǎn)業(yè)鏈完善：建立完