2025年大學(xué)新能源發(fā)電工程（氫能利用基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種制氫方法不屬于新能源制氫范疇？A.太陽能光解水制氫B.天然氣重整制氫C.風(fēng)能發(fā)電電解水制氫D.生物質(zhì)制氫2.氫氣作為能源，其能量密度與以下哪種能源相當(dāng)？A.汽油B.煤炭C.天然氣D.核能3.目前商業(yè)化應(yīng)用最廣泛的儲氫方式是？A.高壓氣態(tài)儲氫B.低溫液態(tài)儲氫C.固態(tài)儲氫D.有機(jī)液體儲氫4.下列關(guān)于質(zhì)子交換膜燃料電池的說法，錯(cuò)誤的是？A.工作溫度較低B.啟動(dòng)速度快C.對氫氣純度要求不高D.能量轉(zhuǎn)換效率較高5.水電解制氫過程中，陽極發(fā)生的反應(yīng)是？A.2H?O+2e?=H?+2OH?B.4OH?-4e?=O?+2H?OC.2H?+2e?=H?D.H?-2e?=2H?6.以下哪種催化劑常用于太陽能光催化分解水制氫？A.鉑B.二氧化鈦C.鐵D.銅7.氫能在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用面臨的主要挑戰(zhàn)不包括？A.儲氫成本高B.加氫基礎(chǔ)設(shè)施不完善C.燃料電池耐久性差D.能量密度低8.堿性燃料電池中使用的電解質(zhì)是？A.硫酸B.氫氧化鉀C.磷酸D.質(zhì)子交換膜9.生物質(zhì)氣化制氫過程中，主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型不包括？A.氧化反應(yīng)B.還原反應(yīng)C.裂解反應(yīng)D.聚合反應(yīng)10.以下哪種制氫工藝的碳排放相對較低？A.煤炭氣化制氫B.天然氣蒸汽重整制氫C.太陽能光解水制氫D.甲醇裂解制氫第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡述氫能作為新能源的優(yōu)勢。12.（15分）請?jiān)敿?xì)說明水電解制氫的原理及工藝流程。13.（15分）分析燃料電池在分布式發(fā)電中的應(yīng)用前景及面臨的問題。材料：隨著能源需求的增長和對環(huán)境保護(hù)的重視，分布式發(fā)電成為研究熱點(diǎn)。燃料電池具有高效、清潔等優(yōu)點(diǎn)，在分布式發(fā)電領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。然而，目前燃料電池的成本較高、耐久性有待提高等問題限制了其大規(guī)模推廣。14.（20分）結(jié)合當(dāng)前能源發(fā)展形勢，談?wù)剼淠芾玫陌l(fā)展趨勢及面臨的挑戰(zhàn)。材料：當(dāng)前，全球能源結(jié)構(gòu)正朝著清潔、低碳方向轉(zhuǎn)型。氫能作為一種極具潛力的新能源，受到越來越多的關(guān)注。但在氫能利用過程中，制氫成本高、儲氫困難、加氫基礎(chǔ)設(shè)施不完善等問題依然突出。15.（20分）設(shè)計(jì)一種基于氫能的綜合能源系統(tǒng)，并闡述其工作原理和優(yōu)勢。答案：1.B2.A3.A4.C5.B6.B7.D8.B9.D10.C11.氫能作為新能源具有諸多優(yōu)勢。首先，能量密度高，相同質(zhì)量下能釋放更多能量。其次，燃燒產(chǎn)物僅為水，無污染，是清潔能源。再者，來源廣泛，可通過多種新能源方式制取如水光解、風(fēng)電電解水等。此外，氫能可儲存和運(yùn)輸，能有效解決能源供需時(shí)空不匹配問題，為能源的穩(wěn)定供應(yīng)提供保障。12.水電解制氫原理是在直流電作用下，水被分解為氫氣和氧氣。其工藝流程：首先將水進(jìn)行預(yù)處理去除雜質(zhì)，然后送入電解槽。電解槽內(nèi)裝有電極和電解質(zhì)，在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氫氣。產(chǎn)生的氫氣經(jīng)過凈化、干燥等處理后儲存或使用。13.燃料電池在分布式發(fā)電中的應(yīng)用前景廣闊。它能實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電，減少碳排放，適應(yīng)分布式能源需求?？勺鳛閭溆秒娫?、分布式電源等。但面臨成本高，導(dǎo)致投資回收周期長；耐久性差，影響長期穩(wěn)定運(yùn)行；以及與現(xiàn)有電網(wǎng)接入?yún)f(xié)調(diào)等問題，限制了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。14.發(fā)展趨勢：隨著技術(shù)進(jìn)步，制氫成本有望降低，儲氫技術(shù)將不斷突破，加氫基礎(chǔ)設(shè)施會逐步完善，氫能在交通、發(fā)電等領(lǐng)域應(yīng)用將更加廣泛。面臨挑戰(zhàn)：制氫成本高，限制大規(guī)模制氫；儲氫技術(shù)不成熟，存在安全風(fēng)險(xiǎn)；加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，難以滿足氫能推廣需求；燃料電池性能有待提升，成本需進(jìn)一步降低。15.基于氫能的綜合能源系統(tǒng)：包括可再生能源發(fā)電制氫裝置，如太陽能光伏、風(fēng)力發(fā)電電解水制氫。將制得的氫氣儲存于儲氫設(shè)施中。在需要時(shí)，氫氣進(jìn)入燃料電池發(fā)電，為用戶提供電力