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科學家為什么預言氫能是新能源?

2019-04-28 08:34:54來源:四海網(wǎng)綜合

  地球上不可再生資源總會有用盡的那一天,所以開采新能源也是迫在眉睫的事情,而開采新能源的同時,需要確保環(huán)境不被污染又要確?捎,所以變發(fā)現(xiàn)了氫能,它不僅是可再生資源而且是公認的清潔能源,那么科學家預言之前為什么預言將成為現(xiàn)在的新能源呢?

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  在眾多的新能源中,氫能將會成為21世紀最理想的能源。這是因為,在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況下,氫氣產(chǎn)生的能量最多,而且它燃燒的產(chǎn)物是水,沒有灰渣和廢氣,不會污染環(huán)境;而煤和石油燃燒生成的是二氧化碳和二氧化硫,可分別產(chǎn)生溫室效應和酸雨。煤和石油的儲量是有限的,而氫主要存于水中,燃燒后唯一的產(chǎn)物也是水,可源源不斷地產(chǎn)生氫氣,永遠不會用完。

  氫是一種無色的氣體。燃燒一克氫能釋放出142千焦爾的熱量,是汽油發(fā)熱量的3倍。氫的重量特別輕,它比汽油、天然氣、煤油都輕多了,因而攜帶、運送方便,是航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里能夠燃燒,氫氣火焰的溫度可高達2500℃,因而人們常用氫氣切割或者焊接鋼鐵材料。

  在大自然中,氫的分布很廣泛。水就是氫的大“倉庫”,其中含有11%的氫。泥土里約有1.5%的氫;石油、煤炭、天然氣、動植物體內(nèi)等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的,而地球表面約70%為水所覆蓋,儲水量很大,因此可以說,氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法從水中制取氫,那么氫也將是一種價格相當便宜的能源。

  氫的用途很廣,適用性強。它不僅能用作燃料,而且金屬氫化物具有化學能、熱能和機械能相互轉(zhuǎn)換的功能。例如,儲氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領(lǐng),可將熱量儲存起來,作為房間內(nèi)取暖和空調(diào)使用。

  氫作為氣體燃料,首先被應用在汽車上。1976年5月,美國研制出一種以氫作燃料的汽車;后來,日本也研制成功一種以液態(tài)氫為燃料的汽車;70年代末期,前聯(lián)邦德國的奔馳汽車公司已對氫氣進行了試驗,他們僅用了五千克氫,就使汽車行駛了110公里。

  用氫作為汽車燃料,不僅干凈,在低溫下容易發(fā)動,而且對發(fā)動機的腐蝕作用小,可延長發(fā)動機的使用壽命。由于氫氣與空氣能夠均勻混合,完全可省去一般汽車上所用的汽化器,從而可簡化現(xiàn)有汽車的構(gòu)造。更令人感興趣的是,只要在汽油中加入4%的氫氣。用它作為汽車發(fā)動機燃料,就可節(jié)油40%,而且無需對汽油發(fā)動機作多大的改進。

  氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體,因而將它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運輸都很方便。液態(tài)的氫既可用作汽車、飛機的燃料,也可用作火箭、導彈的燃料。美國飛往月球的“阿波羅”號宇宙飛船和我國發(fā)射人造衛(wèi)星的長征運載火箭,都是用液態(tài)氫作燃料的。

  另外,使用氫-氫燃料電池還可以把氫能直接轉(zhuǎn)化成電能,使氫能的利用更為方便。目前,這種燃料電池已在宇宙飛船和潛水艇上得到使用,效果不錯。當然,由于成本較高,一時還難以普遍使用。

  現(xiàn)在世界上氫的年產(chǎn)量約為3600萬噸,其中絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取的,這就得消耗本來就很緊缺的礦物燃料;另有4%的氫是用電解水的方法制取的,但消耗的電能太多,很不劃算,因此,人們正在積極探索研究制氫新方法。

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