氫能是一種公認的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源，過渡成清潔高效低排放的氫能源。氫能應用包括以下三個環節：
一、氫燃料的制備
（1）我國氫氣的主要來源是焦爐氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H₂S，干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉化為硫化鐵。干法脫硫的反應方程式為

Fe₂O₃+3H₂S=Fe₂S₃+3H₂O

Fe₂O₃+3H₂S=Fe₂S₃+3H₂O

。
（2）我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應器中存在如下反應：
ⅰ．CO₂（g）+C（_S）═2CO（g）△H₁
ⅱ．C（g）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂
ⅲ．C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）△H₃
ⅳ．CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H₄
ⅴ．CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H₅
 ①△H₅=

2△H₂-△H₁-△H₃或△H₅=2△H₄-△H₃+△H₁或△H₅=△H₂+△H₄-△H₃

2△H₂-△H₁-△H₃或△H₅=2△H₄-△H₃+△H₁或△H₅=△H₂+△H₄-△H₃

。
 ②研究中CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和松木屑所含碳的物質的量比確定，在750℃，控制水蒸氣流量為0.1g/（min?g）下，探究催化劑結果如表所示。

n （ C a ） n （ C ）	氣體體積分數				碳轉化率/%
	H2	CO	CO2	CH4
0	45.58	22.70	22.37	7.54	61.22
0.5	52.95	21.74	19.11	5.14	56.59
1.0	58.62	22.37	12.60	5.31	61.42

由表中數據

n

（

C

a

）

n

（

C

）

=

1

1

時最為合理。

n

（

C

a

）

n

（

C

）

由0到0.5時，H₂的體積分數顯著增加的原因

CaO作為CO₂的吸收劑，使產氣中CO₂分壓降低，從而使水煤氣變換反應平衡向生成H₂的方向移動

CaO作為CO₂的吸收劑，使產氣中CO₂分壓降低，從而使水煤氣變換反應平衡向生成H₂的方向移動

。
體系的氣化溫度不僅對木屑的熱解氣化反應有影響，而且對CaO吸收CO₂的能力以及CaCO₃的分解反應也有很大影響。實驗過程中，控制

n

（

C

a

）

n

（

C

）

為1.0，水蒸氣流量為0.1g/（min?g），將氣化反應溫度從700℃升到850℃，氣化溫度對產氫率、產氣率的影響如表：

溫度/℃	氣體體積分數			碳轉化率/%
	H2	CO	CO2
700	51.78	20.75	19.89	54.37
750	58.62	22.37	12.60	61.42
800	55.63	26.05	12.71	73.43
850	54.16	26.94	13.82	83.34

從產氫率的角度考慮，最佳操作溫度是

750℃

750℃

。隨著反應的進行，發現CaO的吸收能力逐漸降低，原因是

CaO吸收CO₂產生的CaCO₃附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO₂的進一步吸收

CaO吸收CO₂產生的CaCO₃附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO₂的進一步吸收

。
二、氫燃料的存儲
（3）將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運輸。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優點，是理想的液體儲氫平臺分子。我國學者構建一種雙功能結構的催化劑，反應過程中，在催化劑的表面同時活化水和甲醇。圖是甲醇脫氫轉化的反應歷程（TS表示過渡態）。

根據圖判斷甲醇脫氫反應中斷裂的化學鍵是

O-H鍵和C-H鍵

O-H鍵和C-H鍵

，該反應的△H

小于

小于

0（填“大于”、“等于”或“小于”）
三、氫燃料電池實現化學能到電能的轉化
一種氫能電池的原理如圖：

（4）正極的電極反應式為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

。在Pt電極表面鍍一層細小的鉑粉，原因是

鉑粉吸附氣體的能力強

鉑粉吸附氣體的能力強

。