2025年中石油深圳新能源研究院有限公司科技人才社會(huì)招聘筆試參考題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在298K、1bar條件下，下列反應(yīng)中標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變?chǔ)G°最小的是A.CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)B.C2H6(g)+3.5O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l)C.C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)D.C4H10(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)2.某固體氧化物燃料電池（SOFC）以H2為燃料，O2為氧化劑，工作溫度1073K。若陽(yáng)極出口H2摩爾分?jǐn)?shù)降至0.05，則該溫度下能斯特電動(dòng)勢(shì)下降約A.0.015V?B.0.030V?C.0.045V?D.0.060V3.在PEM電解水制氫系統(tǒng)中，若質(zhì)子交換膜厚度從125μm減至25μm，其他條件不變，則歐姆過(guò)電位約A.增加5倍?B.減少5倍?C.增加25倍?D.減少25倍4.下列關(guān)于鋰硫電池穿梭效應(yīng)的描述，錯(cuò)誤的是A.多硫化物在電解液中溶解并擴(kuò)散至負(fù)極B.穿梭效應(yīng)導(dǎo)致庫(kù)侖效率降低C.提高電解液粘度可完全消除穿梭效應(yīng)D.功能化隔膜可抑制多硫化物擴(kuò)散5.某海上風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃容量1GW，年容量因子55%，若采用12MW單機(jī)，則理論年發(fā)電量約為A.2.42×10^9kWh?B.4.83×10^9kWh?C.5.28×10^9kWh?D.6.05×10^9kWh6.在CO2加氫制甲醇反應(yīng)中，若H2/CO2進(jìn)料摩爾比為3，CO2單程轉(zhuǎn)化率28%，甲醇選擇性82%，則甲醇單程收率為A.22.96%?B.23.52%?C.24.08%?D.25.14%7.下列哪種儲(chǔ)氫材料在298K下具有最高體積儲(chǔ)氫密度A.70MPa壓縮氫氣?B.LH2?C.MgH2?D.LaNi5H68.某鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在1sun下測(cè)得Jsc=24.5mAcm?2，Voc=1.18V，F(xiàn)F=0.82，則其光電轉(zhuǎn)換效率為A.23.7%?B.24.1%?C.24.5%?D.25.0%9.在堿性電解槽中，若電流密度從0.4Acm?2提高到1.0Acm?2，電解小室電壓從1.85V升至2.05V，則單位產(chǎn)氫電耗約A.增加5.5%?B.增加10.9%?C.減少5.5%?D.減少10.9%10.下列關(guān)于固態(tài)儲(chǔ)氫罐熱管理策略的描述，正確的是A.放氫時(shí)吸熱，需外部冷卻B.充氫時(shí)放熱，需外部加熱C.金屬氫化物導(dǎo)熱系數(shù)高，無(wú)需熱管理D.相變材料耦合可平抑熱峰【答案】1.A?2.B?3.B?4.C?5.B?6.A?7.D?8.A?9.B?10.D二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）11.下列措施可同時(shí)提高PEMFC功率密度與耐久性的是A.采用梯度化Pt/C催化劑層B.引入有序化PtCo/C合金C.提高Nafion當(dāng)量重量D.在GDL內(nèi)構(gòu)建微孔層E.降低運(yùn)行相對(duì)濕度至20%12.關(guān)于海上風(fēng)電制氫平臺(tái)，下列說(shuō)法正確的有A.高壓PEM電解槽可直接耦合33kV母線(xiàn)B.海水淡化膜產(chǎn)水硬度需<1mgL?1C.氫氣壓縮機(jī)出口壓力70MPa可實(shí)現(xiàn)1000km管道運(yùn)輸D.平臺(tái)加裝儲(chǔ)能電池可平抑風(fēng)機(jī)功率波動(dòng)E.氫氣外輸采用CNG船比LH2船能量密度更高13.下列屬于“零碳燃料”的是A.綠氨?B.藍(lán)氫?C.生物甲烷?D.綠氫?E.可再生甲醇14.在固體氧化物電解池（SOEC）共電解H2O/CO2時(shí)，提高電流效率的途徑包括A.提高操作溫度至1173KB.降低陰極孔隙率C.采用LSCF空氣電極D.在陰極引入Fe催化劑E.增加電解質(zhì)厚度15.下列關(guān)于光伏-儲(chǔ)能-制氫微電網(wǎng)能量管理策略的描述，正確的有A.采用模型預(yù)測(cè)控制可降低棄光率B.儲(chǔ)能電池SOC維持在10–90%可延長(zhǎng)壽命C.電解槽最小啟停時(shí)間5s可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)D.氫儲(chǔ)能可用于季節(jié)性調(diào)峰E.光伏預(yù)測(cè)誤差服從β分布【答案】11.ABD?12.ABD?13.ADE?14.ACD?15.ABD三、判斷題（每題2分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.在相同電流密度下，堿性電解槽的歐姆過(guò)電位普遍高于PEM電解槽。17.鋰空氣電池的理論能量密度高于汽油。18.采用深冷分離法可從沼氣中提純CO2至99.99%。19.光伏組件溫度每升高1K，功率溫度系數(shù)約為+0.4%。20.綠氫認(rèn)證需全生命周期碳排放<2kgCO2-eq/kgH2?！敬鸢浮?6.√?17.√?18.×?19.×?20.√四、填空題（每空3分，共15分）21.在873K下，反應(yīng)C(s)+CO2(g)?2CO(g)的平衡常數(shù)Kp=0.178，若總壓為1.5bar，則CO平衡摩爾分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。22.某風(fēng)機(jī)葉片直徑220m，額定風(fēng)速13ms?1，空氣密度1.225kgm?3，則理論捕獲風(fēng)功率為_(kāi)_______MW。23.若質(zhì)子交換膜燃料電池陰極Pt載量從0.4mgcm?2降至0.2mgcm?2，同時(shí)陰極比活性保持0.3Amg?1，則單位面積活性損失為_(kāi)_______mAcm?2。24.在298K下，水電解制氫的最低理論分解電壓為_(kāi)_______V。25.某儲(chǔ)氫合金在298K平臺(tái)壓為3bar，其van’tHoff方程斜率為–7.5×103K，則其形成焓ΔH°為_(kāi)_______kJmol?1H2。【答案】21.0.508?22.21.42?23.60?24.1.229?25.–30.0五、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）26.結(jié)合反應(yīng)機(jī)理，說(shuō)明在CO2加氫制甲醇Cu/ZnO/Al2O3催化劑上，為何微量ZrO2摻雜可顯著提高甲醇選擇性?！敬鸢敢c(diǎn)】(1)Zr4+進(jìn)入ZnO晶格形成氧空位，提高Cu分散度，抑制Cu燒結(jié)；(2)氧空位促進(jìn)CO2活化，形成甲酸鹽路徑關(guān)鍵中間體HCOO；(3)ZrO2與Cu界面產(chǎn)生強(qiáng)金屬-載體相互作用（SMSI），降低CO吸附能，抑制RWGS副反應(yīng)；(4)實(shí)驗(yàn)表明，0.5wt%ZrO2摻雜使甲醇選擇性由68%提升至82%，CO副產(chǎn)物由30%降至15%；(5)原位DRIFTS證實(shí)H3CO中間體穩(wěn)定性增強(qiáng)，反應(yīng)能壘下降12kJmol?1。27.闡述海上風(fēng)電制氫平臺(tái)采用“海水直接電解”與“海水淡化+PEM”兩條技術(shù)路線(xiàn)的優(yōu)劣，并給出深圳海域適用建議?！敬鸢敢c(diǎn)】(1)海水直接電解：省去淡化能耗3.5kWhm?3，但Cl?導(dǎo)致陽(yáng)極析氯副反應(yīng)，需開(kāi)發(fā)NiFe-LDH/Co3O4等抗氯析氧催化劑；(2)海水淡化+PEM：技術(shù)成熟，水質(zhì)滿(mǎn)足<1μScm?1，但額外占地200m2MW?1，投資增加8%；(3)深圳海域鹽度33–35gL?1，全年溫度15–30℃，腐蝕速率高，建議示范階段采用“海水淡化+PEM”，遠(yuǎn)期開(kāi)發(fā)抗氯SOEC模塊；(4)經(jīng)濟(jì)測(cè)算：淡化路線(xiàn)LCOH4.8$kg?1，直接電解路線(xiàn)4.3$kg?1，但耐久性損失15%時(shí)總成本反超；(5)政策層面，深圳市海洋局對(duì)濃鹽水排放COD限值40mgL?1，淡化濃鹽水需離岸3km排放，增加管道1.2km。28.說(shuō)明固態(tài)鋰金屬電池中“三維親鋰骨架”抑制枝晶的物理本質(zhì)，并給出一種可規(guī)?；墓羌苤苽浞桨?。【答案要點(diǎn)】(1)三維骨架降低局部電流密度，使Li+通量均勻化，Sand時(shí)間延長(zhǎng)5倍；(2)親鋰涂層（如ZnO、Ag納米顆粒）降低Li形核過(guò)電位，誘導(dǎo)底部沉積；(3)骨架彈性模量>3GPa，機(jī)械阻擋枝晶穿透；(4)規(guī)?；桨福翰捎?063鋁合金箔（厚度20μm）進(jìn)行輥壓-退火，獲得孔徑15μm、孔隙率65%的三維網(wǎng)絡(luò)，隨后磁控濺射50nmZnO，卷對(duì)卷速度10mmin?1，成本0.8$m?2；(5)對(duì)稱(chēng)電池測(cè)試：1mAcm?2、1mAhcm?2條件下循環(huán)800次，過(guò)電位<30mV，容量保持率92%。六、計(jì)算題（共40分）29.（12分）某100MW光伏電站配置40MWh鋰電儲(chǔ)能，電解槽額定功率50MW，最小負(fù)載10%。某日光伏出力曲線(xiàn)為PPV(t)=80[sin(πt/12)]2MW，t∈[0,12]。假設(shè)儲(chǔ)能充放電效率95%，電解槽電耗52kWhkg?1，求當(dāng)日最大綠氫產(chǎn)量。【解答】(1)光伏總發(fā)電量E_PV=∫?1280sin2(πt/12)dt=80×6=480MWh(2)儲(chǔ)能最大可充電功率50MW，充電時(shí)長(zhǎng)6h，儲(chǔ)能電量E_batt=40MWh(3)當(dāng)PPV>50MW時(shí)，多余功率充電；PPV<50MW時(shí)，儲(chǔ)能放電補(bǔ)足至50MW(4)分段積分得：?t∈[0,2.34]∪[9.66,12]時(shí)PPV<50MW，需儲(chǔ)能放電，缺額2×17.6=35.2MWh?t∈[2.34,9.66]時(shí)PPV>50MW，可充電30.4MWh(5)儲(chǔ)能往返效率0.95，實(shí)際可放電30.4×0.95=28.9MWh<35.2MWh，故儲(chǔ)能無(wú)法全程補(bǔ)足，電解槽最小負(fù)載5MW持續(xù)運(yùn)行(6)等效滿(mǎn)功率運(yùn)行時(shí)間：?滿(mǎn)功率50MW時(shí)段6.68h，部分負(fù)載平均42MW時(shí)段3.32h?總電量E_H2=50×6.68+42×3.32=334+139.4=473.4MWh(7)最大產(chǎn)氫m=473.4×103/52=9104kg≈9.10t30.（14分）一座500L固態(tài)儲(chǔ)氫罐采用TiVCrMn合金，其P-C-T曲線(xiàn)在298K平臺(tái)壓5bar，平臺(tái)寬度Δw=1.8wt%。若操作溫度降至273K，平臺(tái)壓降至1.2bar，求：(1)儲(chǔ)氫量；(2)放氫時(shí)需提供的最小熱量。已知合金密度6.2gcm?3，反應(yīng)焓ΔH=–28kJmol?1H2。【解答】(1)有效體積500L=5×10?cm3，合金質(zhì)量m_alloy=6.2×5×10?=3.10×10?g=3.10t(2)儲(chǔ)氫質(zhì)量m_H2=1.8%×3.10×10?=55.8kg(3)放氫為吸熱過(guò)程，Q=n_H2×|ΔH|=(55.8×103/2)×28=7.81×10?kJ(4)換算為電能217kWh，可采用50kW電加熱器持續(xù)4.3h。31.（14分）某CO2加氫固定床反應(yīng)器，內(nèi)徑0.1m，催化劑堆積密度1200kgm?3，進(jìn)料摩爾流量n_CO2=10mols?1，H2/CO2=3，操作溫度523K，壓力50bar。采用擬均相一維模型，反應(yīng)速率r=kP_CO2^0.5P_H2^0.5，k=0.85molkg?1s?1bar?1。若要求CO2轉(zhuǎn)化率30%，求催化劑床層高度。忽略體積變化?！窘獯稹?1)反應(yīng)速率表達(dá)式：r=0.85P_CO2^0.5P_H2^0.5(2)總摩爾流量n_t=10+30=40mols?1，分壓P_CO2=50×0.25=12.5bar，P_H2=37.5bar(3)速率r=0.85×√(12.5×37.5)=18.4molkg?1s?1(4)所需催化劑質(zhì)量W=n_CO2×X/r=10×0.30/18.4=0.163kg(5)床層體積V=W/ρ=0.163/1200=1.36×10??m3(6)截面積A=πD2/4=7.85×10?3m2(7)高度L=V/A=0.0173m≈1.73cm七、綜合設(shè)計(jì)題（共50分）32.深圳灣某離岸15km處規(guī)劃“風(fēng)光氫儲(chǔ)”一體化平臺(tái)，設(shè)計(jì)規(guī)模：風(fēng)電600MW、光伏200MW，電解制氫300MW，儲(chǔ)能電池100MWh。請(qǐng)完成：(1)給出系統(tǒng)能量流程圖，標(biāo)注功率流、電壓等級(jí)、DC/AC變換效率（98%）；(2)計(jì)算年綠氫產(chǎn)量（容量因子風(fēng)電50%、光伏22%），電解槽平均負(fù)載80%，電耗52kWhkg?1；(3)選擇儲(chǔ)氫方式（壓縮/液化/固態(tài)），并論證安全性與經(jīng)濟(jì)性；(4)設(shè)計(jì)氫氣外輸方案（管道/船舶），給出直徑或船型、投資、LCOH增量；(5)提出一套數(shù)字孿生框架，包含感知層、模型層、優(yōu)化層，列出關(guān)鍵KPI。【參考答案】(1)能量流程圖：?風(fēng)電600MW→33kV集電→220kV升壓→直流母線(xiàn)1500V?光伏200MW→35kV集電→220kV升壓→直流母線(xiàn)?儲(chǔ)能100MWh→雙向變流器98%→直流母線(xiàn)?電解槽300MW→AC/DC98%→直流母線(xiàn)?冗余功率→儲(chǔ)能/制氫，缺額→儲(chǔ)能放電/電網(wǎng)備用(2)年發(fā)電量：?E_wind=600×8760×0.50=2.628TWh?E_pv=200×8760×0.22=0.386TWh?E_total=3.014TWh?可用于制氫電量E_H2=3.014×0.80=2.411TWh?年產(chǎn)氫m=2.411×10?/52=46.4×103t=4.64萬(wàn)噸(3)儲(chǔ)氫方式：?選用30MPa壓縮儲(chǔ)氫，罐式集裝箱40ft，單罐水容積3.2m3，儲(chǔ)氫700kg，平臺(tái)布置200罐，總儲(chǔ)氫140t，可滿(mǎn)足10天連續(xù)外輸；?投資0.8億元，比LH2節(jié)省40%，無(wú)蒸發(fā)損失（0.1%d?1），安全性滿(mǎn)足ISO19880-5，BLEVE風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)爆破片+水幕抑制。(4)外輸方案：?采用Φ406mm海底氫氣管道，壁厚12.7mm，X65鋼，設(shè)計(jì)壓力10MPa，輸量4.64萬(wàn)噸/年，壓降0.8MPa，泵站功率2MW，投資9.2億元，OPEX0.12億元/年，LCOH增量0.3$kg?1；?對(duì)比LH2船舶：2萬(wàn)m3船，航速16kn，往返24h，裝卸48h，年運(yùn)能4.6萬(wàn)噸，需14航次，船造價(jià)4.5億元，LCOH增量0.45$kg?1，管道方案更優(yōu)。(5)數(shù)字孿生框架：?感知層：SCADA、光纖傳感、AIS、邊緣計(jì)算盒子；?模型層：基于Modelica的多域耦合模型（風(fēng)機(jī)-光伏-電解-儲(chǔ)氫-電網(wǎng)），時(shí)間步長(zhǎng)1s，空間分辨率1m；?優(yōu)化層：深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)（PPO）調(diào)度策略，目標(biāo)函數(shù)min(LCOH+碳排放+設(shè)備折舊)，約束包括電池SOC、氫罐壓力、電網(wǎng)并網(wǎng)功率；?KPI：LCOH≤3.5$kg?1，棄風(fēng)棄光率≤2%，設(shè)備可用率≥97%，安全事故數(shù)0，數(shù)據(jù)延遲≤100ms。八、英文寫(xiě)作（15分）33.請(qǐng)用英文撰寫(xiě)一段150–180詞的摘要，介紹你擬在入職后三年內(nèi)開(kāi)展的“海上風(fēng)電制氫耦合海水淡化”研究方向，突出創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)路線(xiàn)與預(yù)期成果。【參考范文】TosupportChina’s2060carbon-neutralgoal,Iproposearesearchprogramtitled“OffshoreWind-to-HydrogenIntegrationwithHigh-EfficiencySeawaterDesalination”.Theinnovationliesinadual-functionmembranedistillation-electrolysis(MDE)modulethats