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2025年大学新能源科学与工程（氢能利用技术）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意，请将正确选项填在题后的括号内）
1. 氢气作为新能源，其最大的优势在于（ ）
A. 燃烧时无污染 B. 制取成本低 C. 储存方便 D. 运输便捷
2. 以下哪种制氢方法属于可再生能源制氢（ ）
A. 天然气重整制氢 B. 水电解制氢 C. 甲醇裂解制氢 D. 煤制氢
3. 氢气在燃料电池中发生反应的本质是（ ）
A. 燃烧反应 B. 氧化还原反应 C. 分解反应 D. 化合反应
4. 以下关于储氢材料的说法，错误的是（ ）
A. 金属氢化物储氢容量大 B. 碳纳米管储氢是物理吸附
C. 有机液体储氢成本低 D. 高压气态储氢安全性高
5. 氢能利用技术中，质子交换膜燃料电池的工作温度一般在（ ）
A. 100℃以下 B. 100 - 200℃ C. 200 - 300℃ D. 300℃以上
6. 氢气的热值约为（ ）
A. 143kJ/kg B. 1430kJ/kg C. 14300kJ/kg D. 1kJ/kg
7. 以下哪种催化剂常用于水电解制氢（ ）
A. 铁催化剂 B. 铂催化剂 C. 镍催化剂 D. 铜催化剂
8. 氢能在交通运输领域应用面临的主要挑战是（ ）
A. 续航里程短 B. 加氢站建设成本高 C. 氢气泄漏风险大 D. 车辆动力不足
9. 氢气与氧气反应生成水的过程中，能量变化是（ ）
A. 吸收能量 B. 释放能量 C. 能量不变 D. 先吸收后释放
10. 以下关于氢能产业链的说法，正确的是（ ）
A. 只包括制氢和储氢环节 B. 燃料电池是产业链的终端
C. 各个环节相互独立 D. 涵盖制氢、储氢、输氢和用氢等环节

第II卷（非选择题 共70分）
二、填空题（总共5题，每题4分，共20分）
1. 目前常见的储氢方式有高压气态储氢、低温液态储氢、______和______。
2. 质子交换膜燃料电池的核心部件包括质子交换膜、______和______。
3. 太阳能制氢的主要方法有光解水制氢和______。
4. 在氢能利用中，氢气的纯度要求一般在______以上。
5. 氢能作为能源载体，具有能量密度高、______和______等优点。

三、简答题（总共3题，每题10分，共30分）
1. 简述水电解制氢的原理及优缺点。
2. 说明燃料电池的工作原理，并列举其在不同领域的应用。
3. 分析氢能在未来能源体系中的地位和作用。

四、材料分析题（1题，20分）
材料：随着全球对清洁能源的需求不断增加，氢能作为一种极具潜力的新能源受到广泛关注。近年来，我国在氢能领域取得了显著进展，制氢技术不断创新，储氢和输氢设施逐步完善，燃料电池汽车也开始进入商业化推广阶段。然而，氢能产业发展仍面临一些挑战，如制氢成本较高、储氢技术有待进一步突破、加氢站建设不足等。

问题：结合材料，谈谈我国氢能产业发展的现状及面临的挑战，并提出相应的对策建议。

五、论述题（1题，20分）
论述氢能利用技术的发展趋势以及对未来能源格局的影响。

答案：
一、1. A 2. B 3. B 4. D 5. A 6. C 7. C 8. B 9. B 10. D
二、1. 金属氢化物储氢、化学储氢 2. 电极催化剂层、气体扩散层 3. 太阳能光催化分解水制氢 4.%99.99 5. 无污染排放、可储存和运输
三、1. 水电解制氢原理：在直流电作用下，水被分解为氢气和氧气。优点：氢气纯度高、可利用可再生能源电解水实现绿色制氢。缺点：电耗大，成本较高。
2. 燃料电池工作原理：燃料（如氢气）和氧化剂（如氧气）分别在阳极和阴极发生电化学反应，产生电流。应用：交通运输领域如燃料电池汽车；分布式发电领域为偏远地区供电等。
3. 地位和作用：可作为未来能源体系的重要补充，有助于减少对传统化石能源的依赖，促进能源结构多元化；在实现碳达峰碳中和目标中发挥重要作用，推动能源绿色转型。
四、现状：制氢技术创新，储氢输氢设施完善，燃料电池汽车商业化推广。挑战：制氢成本高储氢技术待突破，加氢站建设不足。对策：加大研发投入降低制氢成本；加强储氢技术研究；合理规划加氢站建设。
五、发展趋势：制氢技术多元化且成本降低；储氢技术不断进步，储氢容量和安全性提高；燃料电池性能提升，应用范围扩大。影响：改变能源结构，减少碳排放，推动能源清洁化；促进产业升级，带动相关产业发展；提高能源利用效率，增强能源供应安全性。