《氢能源的开发和利用》

【专家解说】：氢能的开发和利用 当今世界上发展新能源迫在眉睫，因为能源，如石油，天然气，煤炭是不可再生资源，储量在地球上，人类的生存和时间有限，不能分开能源，有必要寻找新的能源来源。 氢能是一种二次能源，它是有一定的方法利用其他能源的制备，不像煤，石油和天然气直接从地下开采，几乎完全依靠化石燃料。随着越来越多的消费的化石燃料，其储量日益减少，终有一天这些资源将被耗尽，目前迫切需要找到一个非对化石燃料的依赖，丰富的新的含能体能源。氢是这样的常规能源危机的出现和发展的新的二次能源，人们期待的新的二次能源。氢在第一周期表中原子序数1，气体在正常的温度和压力下的超低温的高压液相。作为一个理想的新的合作能够身体的能量，它具有以下特点： 升，重量最轻的元素。在标准状态下，0.8999克/升，-252.7℃下，进入到金属氢化物的液体，液体的氢的密度，压力增加至数百个大气压。 2，最好的气体导热系数，比大多数气体的导热系数高出10倍。 3，最常见的元素存在于自然界中。据估计，它构成的宇宙的质量的75％的，在除了含有氢的空气，主要是存储在水的化合物的形式，和水是最广泛使用的物质在地球。据估计，如果所有的海水中提取氢，它的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量产生9000倍。 4，除了核以外的氢的燃料的热值是最高的，所有的化石燃料，化学品，燃料和生物燃料，142351千焦耳/公斤，3倍的热值的汽油。 5，燃烧，点燃快，范围广易燃，与空气混合后，点燃高的燃烧速度。 6，无毒，与其他燃料最干净的氢气燃烧储生成水和少量的氢叠氮化物，不产生，如一氧化碳，二氧化碳，烃类，铅化合物和灰尘颗粒相比，等有害于环境的水的污染物质，叠氮化氢少量适当的处理后，也不会污染环境，由燃烧产生的也可以是氢，用重复的周期。产品水无腐蚀性，非破坏性的设备。 7，更多的攻击。既可以产生的燃烧热，在热发动机产生机械功，并且可以用作用于燃料电池的能源材料，或转换成固态氢用作结构材料。 8，可在气态，液态或固态的金属氢化物，能适应的储存和运输等各种应用环境的不同要求。 9，您可以取消远距离高电压传输，超出了密切的管道输送氢的产生，安全性相对增加，亏损减少能源无效。 10，取消氢内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 11，的氢可以减少燃料的重量，有效载荷可以增加运载工具，它可以减少运输成本考虑社会总效益优于其他形式的能源的全部好处。 今天，氢能利用已取得的进展是突飞猛进。自1965年以来，美国开始研制液氢发动机，已成功开发出多种类型的喷气和火箭发动机。美国航天飞机已成功地应用于液态氢燃料。中国的长征2号，3，还可以使用液态氢燃料。使用液体氢代替柴油铁路机车或汽车的发展也非常活跃。依靠氢燃料氢燃料汽车，氢燃料电池运行的通信电源系统和氢能系统也是一个重要的手段。 目前，世界各国都在研究如何能低成本的大量生产氢。利用太阳能将水分解的主要研究方向之一，和光将水分解成氢气和氧气的效果，关键是要找到一个合适的催化剂。超过50个实验室进行研究，在当今世界上，有一个重大的突破，但它孕育着广阔的发展前景。 氢能发展的一个重要步骤，将建立一个更好的，无污染的新的世界。 许多新的能源，氢能将成为21世纪的最佳能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤，汽油和氢的情况下，氢气产生能量，它的燃烧产物是水，无灰和废气，不污染环境，由煤燃烧产生的和油的二氧化碳和二氧化硫，温室效应和酸雨，分别。煤和石油储量是有限的，而氢主要存于水，唯一的燃烧产物是水，源源不断产生氢气，永远不会用完。 氢是一种无色气体。燃烧氢的发布142千焦耳热汉城1克，是汽油热的三次。氢特别轻的重量比汽油，天然气，煤油，轻多了，从而随身携带，便利的交通，航天，航空和其他高速飞行的最合适的运输燃料。能够在氧气中燃烧的氢，氢火焰温度高达2500℃，因此，人们使用氢切割或焊接钢材料。 性质非常广泛分布的氢。水是氢的大“仓库”，它含有11％的氢。约1.5％，在土壤中的氢;石油，煤，天然气，植物和动物中都含有氢。主体的形式有水的化合物中的氢，水，蓄水约70％的地球表面的覆盖，因此可以说，氢是取之不尽，用之不竭的能源。如果他们能使用正确的方法把氢从水系统，氢将是一个相当便宜的能源价格。 氢是非常灵活和适用性。它不仅可以被用作燃料，和具有的化学能，热能和机械能之间的转换功能的金属氢化物。例如，有能力吸收氢的放热和吸热储氢金属储存热量，并利用加热和空调的房间。 氢气作为燃料气体首先被施加在车辆上。 1976年5月，美国开发的一个氢燃料的车辆;后，日本也成功地开发了一个液体氢燃料汽车; 20世纪70年代末，在前任联邦共和国，德国梅赛德斯 - 奔驰汽车公司已经测试的氢只有五公斤的氢上车辆行驶110公里。 使用氢作为汽车燃料，不仅清洁，容易发动引擎上的一个低的温度和腐蚀作用，并延长发动机寿命。一般汽车由于氢气和空气的蒸发器可以是均匀混合的，可被省略，从而简化了结构的现有的汽车。更有趣的是，只要在汽油中加入4％的氢气。可以使用它作为汽车发动机燃料40％以上的燃油效率，和汽油发动机没有很大的提高。 氢气在一定压力和温度下很容易变成液体，所以锡能汽车的公路拖车或轮船运输十分便利。液态氢可以使用，也可以作为汽车，飞机燃料，也可以用来作为一个火箭，导弹燃料。美国月球的“阿波罗”号飞船和中国第一颗人造卫星的发射，长征运载火箭，使用液态氢作为燃料。 另外，使用氢 - 氢燃料电池也可以氢直接转化为电能，氢能使用更方便。目前，这种燃料电池在航天器和潜艇已经使用，效果良好。当然，由于成本较高，这是不能广泛使用。 现在每年生产的氢在世界上约36万吨，其中大部分是从石油，煤炭和天然气系统，这是固有的有限的化石燃料消耗，另外4％的氢的制备电解水的方法，但它消耗了太多的能量，这是不值得的，因此，人们都在积极探索新的方法研究氢生产。 太阳能的研究和利用的发展，人们已经开始利用太阳光分解水产生氢气。到催化剂中的水在阳光的照射下，催化剂将能够刺激的光化学反应，将水分解成氢气和氧气。例如，二氧化钛和一些含钌化合物，是更适合于光水解催化剂。预计，一旦出现更有效的催化剂，“火”水 - 氢的生产成为可能，那么，只要在汽车，飞机油箱装满水，然后加入光水解催化剂，然后，在阳光照射下，水将能够继续到氢的分解，在发动机的能量。 20世纪70年代以来，使用的半导体材料，钛酸锶光电极金属铂暗电极在一起，然后放入水中，通过阳光的照射下，在铂电极释放的氢的释放，而钛酸锶电极氧，这是我们通常所说的光电解水从氢法律制度。 科学家们还发现，在太阳光的作用下，一些微生物可以产生氢气。人们利用微生物的光合作用释放出氢气，通过氢化酶的诱导电子，水中的氢离子结合生成氢气。前苏联的科学家们发现湖中的微生物他们这种微生物在适合其生存的特殊容器，微生物氢收集的氢气瓶。这种微生物中包含的特定的蛋白质，可释放出氢，也可用于在制药和维生素的生产，并使用它用于畜牧业和家禽饲料。现在，人们正在努力开发高效产氢微生物，以适应新能源的开发和利用的需求。是 有趣的是，许多原始的低等生物在新陈代谢过程中释放出氢气。例如，许多的细菌可以被释放在某些条件下的氢。称为“红鞭毛杆菌，日本已经发现，为氢生产专家。此时，氢内会创建玻??璃器皿玻璃器皿，淀粉为原料，混合与一些其他营养素的培养基可以培养这种细菌，这种细菌氢生产效率高，每消耗5毫升淀粉营养液可以生产25毫升氢气。 航空航天领域光合细菌 - 红螺准备投入的空间，并与它释放的氢气作为能源源为飞船的增长，这种细菌迅速繁殖，培育的培养方法是简单的，无论是在农业和副业废水中的残留物和废物的乳品加工厂，培育 产生氢气，把提出一个大胆的设想：专用电解水产生氢建设核电厂的未来。例如，人工岛屿，在这些岛屿上建造的核电厂的建设，电解水和冷却??水取自海水。岛远离居民区，它是既安全又经济。制备氢气和氧气，通风水下敷设管道进入土地，为了人在任何时候使用。