2025年氢能工程师岗位招聘面试考试试题及参考答案

2025年氢能工程师岗位招聘面试考试试题及参考答案2025年氢能工程师岗位招聘面试考试试题一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题只有1个正确选项）1.以下关于“绿氢”的定义，正确的是（）A.以化石燃料为原料，未采用碳捕集技术生产的氢气B.以化石燃料为原料，结合碳捕集技术生产的氢气C.利用可再生能源（如风电、光伏）电解水生产的氢气D.利用工业副产氢（如氯碱工业尾气）提纯获得的氢气2.质子交换膜（PEM）水电解制氢技术中，核心电解质材料是（）A.氢氧化钾溶液（KOH）B.固体氧化物（如YSZ）C.全氟磺酸质子交换膜D.磷酸溶液3.液氢储运的关键技术难点是（）A.储存压力需高达70MPaB.液化过程能耗高（约占氢能的30%40%）C.储氢密度仅为气态氢的1/10D.无法长期储存（半衰期短）4.氢燃料电池（PEMFC）的阴极反应式是（）A.2H₂→4H⁺+4e⁻B.O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂OC.H₂O→H₂+1/2O₂D.CO+H₂O→CO₂+H₂5.目前商业化应用最广泛的储氢方式是（）A.高压气态储氢（3570MPa）B.液氢储氢（253℃）C.金属氢化物固态储氢D.有机液体储氢（如甲苯甲基环己烷体系）6.氢气的爆炸极限（体积分数）是（）A.1%3%B.4%75%C.10%50%D.80%95%7.碱性水电解槽的隔膜主要作用是（）A.传导质子（H⁺）B.分隔阴阳极室，防止气体混合C.提高电解液导电性D.催化水分解反应8.我国《氢能产业发展中长期规划（20212035年）》中明确的氢能战略定位是（）A.替代传统化石能源的唯一能源B.未来能源体系的补充角色C.战略性新兴产业和未来产业重点发展方向D.仅用于燃料电池汽车领域9.固态储氢材料LaNi₅的理论储氢质量分数约为（）A.1.4%B.5.0%C.10.0%D.15.0%10.加氢站按储氢容量划分，一级站的最大储氢量（以标准状态氢气计）是（）A.100kgB.500kgC.1000kgD.2000kg二、多项选择题（共5题，每题4分，共20分。每题有24个正确选项，错选、漏选均不得分）1.氢能产业链主要包括以下环节（）A.氢气制备B.氢气储运C.氢气加注D.终端应用（如燃料电池、工业原料）2.碱性水电解制氢系统的核心组件包括（）A.质子交换膜B.镍基电极（阳极/阴极）C.石棉或聚丙烯隔膜D.氢氧化钾（KOH）电解液3.以下属于固态储氢材料的有（）A.镁基合金（MgH₂）B.配位氢化物（如NaAlH₄）C.活性炭（物理吸附）D.金属有机框架（MOFs）4.质子交换膜燃料电池（PEMFC）的关键材料包括（）A.铂碳（Pt/C）催化剂B.全氟磺酸质子交换膜C.石墨或金属双极板D.氧化锆（ZrO₂）电解质5.氢气储运过程中的安全控制措施包括（）A.采用防爆电气设备（Ex认证）B.安装氢气泄漏检测传感器（灵敏度≤1%LEL）C.储氢容器定期进行压力测试（如水压试验）D.储运车辆配备紧急切断阀和灭火装置三、填空题（共10题，每空2分，共20分）1.绿氢的生产方式主要是利用__________（如风电、光伏、水电）电解水制氢。2.PEM水电解槽的阳极催化剂通常使用__________（填金属名称），阴极催化剂常用铂（Pt）。3.液氢的密度约为__________kg/m³（标准状态下氢气密度为0.0899kg/m³）。4.储氢合金LaNi₅吸氢后生成的化合物化学式为__________。5.氢燃料电池的反应产物是__________（填物质名称），实现零碳排放。6.加氢站按储氢压力可分为35MPa和__________MPa两种，分别对应乘用车和重卡补能需求。7.氢气的扩散速率约为空气的__________倍（填数值），泄漏后易快速扩散但也易形成爆炸性混合物。8.工业副产氢提纯常用的技术是__________（填缩写），通过吸附剂选择性吸附杂质气体。9.碱性水电解槽的电解液浓度通常为__________%（质量分数）的KOH溶液。10.我国首条氢气长输管道“西氢东送”管道设计年输氢能力为__________万吨（填数值）。四、简答题（共4题，每题10分，共40分）1.（封闭型）简述碱性水电解制氢的工作原理，需包含电极反应式和关键流程。2.（开放型）当前绿氢规模化发展的主要技术挑战有哪些？请至少列出3项并简要分析。3.（对比分析型）对比高压气态储氢与固态储氢的优缺点（从储氢密度、安全性、能耗、成本等方面）。4.（政策应用型）结合《氢能产业发展中长期规划（20212035年）》，说明其对我国氢能产业技术研发的导向作用。五、应用题（共2题，每题25分，共50分）1.（计算类）某高压气态储氢罐容积为500L，工作压力35MPa（25℃），计算该储氢罐可储存的氢气质量（标准状态下氢气密度ρ₀=0.0899kg/m³，理想气体状态方程：PV=nRT，R=8.314J/(mol·K)）。2.（综合分析类）某企业计划建设一座为燃料电池重卡服务的加氢站，设计日加氢能力500kg（35MPa）。请从选址、设备配置、安全防护三个方面，提出具体设计方案（需结合国家标准GB505162021《加氢站技术规范》）。参考答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.B5.A6.B7.B8.C9.A10.D二、多项选择题1.ABCD2.BCD3.AB4.ABC5.ABCD三、填空题1.可再生能源2.铱（Ir）3.70.84.LaNi₅H₆5.水6.707.3.88.PSA（变压吸附）9.203010.10四、简答题1.碱性水电解制氢原理：碱性水电解槽以KOH溶液（20%30%质量分数）为电解液，石墨或镍基材料为电极，石棉/聚丙烯为隔膜。通电后，阴极（负极）发生还原反应：2H₂O+2e⁻→H₂↑+2OH⁻；阳极（正极）发生氧化反应：4OH⁻→O₂↑+2H₂O+4e⁻。总反应为2H₂O→2H₂↑+O₂↑。生成的氢气和氧气分别通过气液分离器提纯，最终得到高纯度氢气（≥99.97%）。2.绿氢规模化发展的技术挑战：（1）可再生能源波动性：风电、光伏的间歇性导致电解槽需频繁启停，影响设备寿命和制氢效率（部分负荷下电耗增加10%20%）；（2）电解水设备成本高：PEM电解槽的铱催化剂（占成本30%）和质子交换膜（如杜邦Nafion）依赖进口，碱性电解槽虽成本低但效率（70%75%）低于PEM（75%80%）；（3）储运基础设施不足：长距离输氢管道（目前我国仅100余公里）和液氢储运（液化能耗占氢能30%40%）技术尚未成熟，导致绿氢“产地消纳地”运输成本占比超50%。3.高压气态储氢与固态储氢对比：储氢密度：高压气态（35MPa时约20kg/m³）＜固态（如LaNi₅约50kg/m³，MgH₂约110kg/m³）；安全性：高压气态需承受高压力（70MPa），泄漏后易爆炸；固态储氢在常温常压下稳定，氢气以金属氢化物形式存在，安全性更高；能耗：高压气态需压缩能耗（约58kWh/kgH₂）；固态储氢需加热/冷却（吸放氢需30300℃），能耗约35kWh/kgH₂；成本：高压气态（储氢瓶成本约5000元/kg）＜固态（储氢材料成本高，如Mg基合金约200元/kg，系统成本约10000元/kg）。4.政策对技术研发的导向作用：《规划》明确“聚焦氢能制备、储运、加注、应用全链条关键技术研发”，具体导向包括：（1）制氢环节：支持可再生能源电解水（PEM、固体氧化物电解）、工业副产氢提纯等技术攻关，降低绿氢成本（目标2025年降至2030元/kg）；（2）储运环节：推动液氢储运（液化装置、液氢罐车）、管道输氢（高镍钢管道材料）、固态储氢（低成本合金材料）技术突破；（3）应用环节：重点支持燃料电池汽车（重卡、公交）、工业脱碳（钢铁、化工替代焦炭）、储能（氢电耦合）等场景的关键材料（如低铂催化剂、质子交换膜）和系统集成技术研发。五、应用题1.储氢质量计算：已知：V=500L=0.5m³，P=35MPa=35×10⁶Pa，T=25℃=298K，ρ₀=0.0899kg/m³（标准状态P₀=101325Pa，T₀=273K）。根据理想气体状态方程PV=nRT，n=PV/(RT)=(35×10⁶×0.5)/(8.314×298)≈7077mol。标准状态下体积V₀=nRT₀/P₀=7077×8.314×273/101325≈160.5m³。氢气质量m=ρ₀×V₀=0.0899kg/m³×160.5m³≈14.43kg。2.加氢站设计方案：（1）选址：符合GB50516要求，与民用建筑距离≥15m（一级站），与明火或散发火花地点距离≥30m；靠近重卡物流园区或高速服务区，便于车辆集中补能；地势平坦，避开地震断裂带、洪水淹没区等地质灾害区。（2）设备配置：储氢系统：采用35MPa高压储氢瓶组（总储氢量≥1000kg，满足日500kg需求），配置氢气压缩机（排气量≥500kg/d）；加注系统：35MPa加氢机（单枪加注速率≥2kg/min），配备拉断阀、超压保护装置；辅助系统：氢气泄漏检测系统（传感器布置在储氢区、压缩机房，灵敏度≤0.5%LEL）、消防系统（水喷雾装置，消防水池容量≥200m³）、监控系统（视频