未来能源氢能

  发布时间: 2019年10月25日 08:18:03   作者: 广丰能源网

   能源问题一直是世界各国共同关注的焦点。人类的生存与发展离不开能源的供给,但随着煤炭、石油等不可再生资源储存量的减少以及环境污染问题日益严峻,科学家们纷纷将视线投向了新能源,氢能源便是其中的一种。

  重量最轻的氢

  氢能源是一种清洁可再生能源,能够与电能实现高效的相互转换,被认为有望成为能源使用的终极形式。氢能源还拥有比化石能源更高的能量密度、各类能源中最低的发电建设成本、利用工业尾气制氢或弃电水解制氢等优势,对节能减排可起到决定性的作用。

  氢能是一种二次能源,它通过一定的方法利用其他能源制取,不像煤、石油、天然气可以直接开采。氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:

  重量最轻,标准状态下,密度为 0.0899g/l,-252.7时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍。据估计,它构成了宇宙质量的 75%,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。氢能源的另一个显著特点便是回收利用,利用氢能源的汽车排出的废物只是水,所以可以再次分解氢,再次回收利用。氢能源具有理想的发热值,除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。产物水无腐蚀性,对设备无损。

  氢能源利用形式多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料;以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求;可以取消远距离高压输电,代以远近距离管道输氢,安全性相对提高,能源无效损耗减小;氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患,利用率高;氢可以减轻燃料自重,可以增加运载工具有效载荷,这样可以降低运输成本等。

  人们对氢能源的开发

  氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来,相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢作燃料。我国长征2号、3号也使用液氢作燃料。利用液氢代替柴油,用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。

  世界各国正在研究如何能大量而廉价地生产氢。利用太阳能来分解水,也就是在光的作用下将水分解成氢气和氧气,这是一个主要研究方向,关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究,但至今尚未有重大突破。随着太阳能研究和利用的发展,人们已开始利用阳光分解水来制取氢气。在水中放入催化剂,在阳光照射下,催化剂便能激发光化学反应,把水分解成氢和氧。例如,二氧化钛和某些含钌的化合物,就是较适用的光水解催化剂。大胆想象一下,一旦当更有效的催化剂问世时,水中取“火”——制氢就成为可能,到那时,人们只要在汽车、飞机等油箱中装满水,再加入光水解催化剂,那么,在阳光照射下,水便能不断地分解出氢,成为发动机的能源。

相关文章

  • © 2019 广丰能源网 版权所有 | 88888888 | 网站地图|