2025年大學(xué)氫能科學(xué)與工程（氫能科學(xué)應(yīng)用）期中測試卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、單項選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.以下哪種制氫方法被認(rèn)為是最有潛力實現(xiàn)大規(guī)模、低成本制氫的？（）A.化石燃料制氫B.水電解制氫C.生物質(zhì)制氫D.光解水制氫2.氫氣在燃料電池中發(fā)生的反應(yīng)是（）。A.燃燒反應(yīng)B.氧化還原反應(yīng)C.分解反應(yīng)D.化合反應(yīng)3.目前廣泛應(yīng)用于氫能源存儲的材料是（）。A.金屬有機框架材料B.活性炭C.分子篩D.碳纖維4.以下關(guān)于氫能運輸?shù)恼f法，錯誤的是（）。A.氣態(tài)氫運輸成本低但效率不高B.液態(tài)氫運輸需要特殊的低溫設(shè)備C.固態(tài)氫運輸技術(shù)已經(jīng)非常成熟D.管道運輸氫氣適合大規(guī)模、長距離輸送5.氫能源作為一種清潔能源，其優(yōu)勢不包括（）。A.燃燒產(chǎn)物無污染B.能量密度高C.來源廣泛D.儲存和運輸方便6.以下哪種催化劑常用于質(zhì)子交換膜燃料電池的陽極反應(yīng)？（）A.鉑B.鈀C.銠D.釕7.氫能科學(xué)應(yīng)用中，研究氫氣與其他物質(zhì)相互作用的領(lǐng)域是（）。A.氫能源存儲B.氫能源轉(zhuǎn)換C.氫能源傳輸D.氫能源材料8.關(guān)于氫能在交通運輸領(lǐng)域的應(yīng)用，以下說法正確的是（）。A.氫燃料電池汽車已經(jīng)完全取代傳統(tǒng)燃油汽車B.氫氣內(nèi)燃機汽車動力性能不如燃油汽車C.氫能源在船舶動力方面有一定的應(yīng)用前景D.氫能源在航空領(lǐng)域無法應(yīng)用9.以下哪種方法可以提高水電解制氫的效率？（）A.降低電解液濃度B.提高電解溫度C.采用新型電極材料D.減少電極表面積10.氫能源產(chǎn)業(yè)鏈中，處于中游的環(huán)節(jié)是（）。A.氫氣生產(chǎn)B.氫氣存儲與運輸C.氫能源應(yīng)用D.氫能研發(fā)二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)，多選、少選、錯選均不得分）1.以下屬于氫能科學(xué)應(yīng)用研究熱點的有（）。A.高效制氫技術(shù)B.高性能氫燃料電池C.新型氫能源存儲材料D.氫能在分布式能源系統(tǒng)中的應(yīng)用E.氫氣的生物合成2.氫能作為能源載體的優(yōu)點包括（）。A.能量密度高B.可儲存C.可運輸D.無污染E.成本低3.在氫能源存儲方面，物理吸附存儲的特點有（）。A.吸附/解吸速度快B.存儲容量較大C.可在常溫常壓下進行D.存儲穩(wěn)定性好E.成本較低4.以下哪些因素會影響質(zhì)子交換膜燃料電池的性能？（）A.質(zhì)子交換膜的性能B.電極催化劑的活性C.電池工作溫度D.氫氣和氧氣的供應(yīng)壓力E.電池的外形尺寸5.氫能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括（）。A.鋼鐵冶煉B.化工合成C.電子制造D.食品加工E.紡織印染三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法的對錯，對的打“√”，錯的打“×”）1.氫氣是一種可再生能源。（）2.目前，全球氫氣產(chǎn)量主要來自化石燃料制氫。（）3.金屬氫化物儲氫具有儲氫容量大、安全性高的優(yōu)點。（）4.氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率可以達到100%。（）5.氫能在分布式能源系統(tǒng)中可以作為儲能介質(zhì)。（）6.水電解制氫過程中，陽極產(chǎn)生氫氣。（）7.提高氫能源存儲密度是氫能源存儲技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。（）8.氫能在交通運輸領(lǐng)域的應(yīng)用面臨的主要問題是成本高和基礎(chǔ)設(shè)施不完善。（）9.光解水制氫技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。（）10.氫能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間相互獨立，沒有緊密聯(lián)系。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請簡要回答以下問題）1.簡述氫能科學(xué)應(yīng)用中氫能源存儲的重要性及主要存儲方式。2.請分析質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理及影響其性能的關(guān)鍵因素。3.說明氫能在能源轉(zhuǎn)型中的作用以及面臨的挑戰(zhàn)。五題、論述題（總共1題，每題20分，請結(jié)合所學(xué)知識，論述以下主題）論述氫能科學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及對未來能源體系的影響。答案：一、單項選擇題1.B2.B3.A4.C5.D6.A7.D8.C9.C10.B二、多項選擇題1.ABCDE2.ABCD3.ACE4.ABCD5.ABC三、判斷題1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.√8.√9.×10.×四、簡答題1.重要性：氫能存儲是氫能科學(xué)應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，解決了氫氣能量密度高但難以儲存和運輸?shù)膯栴}，確保氫能能在不同時間和地點被有效利用。主要存儲方式：物理吸附存儲（如活性炭、分子篩等吸附氫氣）、化學(xué)吸附存儲（如金屬氫化物與氫氣反應(yīng)儲氫）、低溫液態(tài)存儲、高壓氣態(tài)存儲。2.工作原理：氫氣在陽極催化劑作用下失去電子變成氫離子，通過質(zhì)子交換膜到達陰極，氧氣在陰極催化劑作用下與氫離子和電子反應(yīng)生成水。關(guān)鍵因素：質(zhì)子交換膜性能（影響離子傳導(dǎo)）、電極催化劑活性（決定反應(yīng)速率）、電池工作溫度（影響反應(yīng)動力學(xué)和膜性能）、氫氣和氧氣供應(yīng)壓力（影響反應(yīng)進行程度）。3.作用：氫能是清潔能源，可減少碳排放，助力能源轉(zhuǎn)型。在發(fā)電、交通等領(lǐng)域應(yīng)用可替代傳統(tǒng)化石能源。挑戰(zhàn)：制氫成本高，存儲運輸困難，基礎(chǔ)設(shè)施不完善，燃料電池技術(shù)有待提高，公眾認(rèn)知度和接受度低。五、論述題答案要點：現(xiàn)狀：氫能科學(xué)應(yīng)用在制氫、存儲、運輸、燃料電池等方面取得一定進展，但仍處于發(fā)展階段。發(fā)展趨勢：制氫技術(shù)