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21世纪的理想能源——氢能
来源:世界科技百科 作者:

在众多的新能源中,氢能将会成为21 世纪最理想的能源.这是因为,在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下,氢气产生的能量最多,而且它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境;而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫,可分别产生温室效应和酸雨.煤和石油的储量是有限的,而氢主要存于水中,燃烧后唯一的产物也是水,可源源不断地产生氢气,永远不会用完。

氢是一种无色的气体.燃烧一克氢能释放出142 千焦尔的热量,是汽油发热量的3 倍.氢的重量特别轻,它比汽油、天然气、煤油都轻多了,因而携带、运送方便,是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料.氢在氧气里能够燃烧,氢气火焰的温度可高达2500℃,因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。

在大自然中,氢的分布很广泛.水就是氢的大“仓库”,其中含有11%的氢.泥土里约有1.5%的氢;石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢.氢的主体是以化合物水的形式存在的,而地球表面约71%为水所覆盖,储水量很大;因此可以说,氢是“取之不尽、用之不竭”的能源.如果能用合适的方法从水中制取氢,那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。

氢的用途很广,适用性强.它不仅能用作燃料,而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能.例如,储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领.可将热量储存起来,作为房间内取暖和空调使用。

氢作为气体燃料,首先被应用在汽车上.1976年5月,美国研制出一种以氢气作燃料的汽车;后来,日本也研制成功一种以液态氢为动力的汽车;70年代末期,前联邦德国的奔驰汽车公司已对氢气进行了试验,他们仅用了五千克氢,就使汽车行驶了110 公里。

用氢作为汽车燃料,不仅干净,在低温下容易发动,而且对发动机的腐蚀作用小,可延长发动机的使用寿命.由于氢气与空气能够均匀混合,完全可省去一般汽车上所用的汽化器,从而可简化现有汽车的构造.更令人感兴趣的是,只要在汽油中加入4%的氢气,用它作为汽车发动机燃料,就可节油40%,而且无需对汽油发动机作多大的改进。

氢气在一定压力和温度下很容易变成液体,因而将它用铁路罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便.液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料,也可用作火箭、导弹的燃料.美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭,都是用液态氢作燃料的。

另外,使用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能,使氢能的利用更为方便.目前,这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到使用,效果不错.当然,由于成本较高,一时还难以普遍使用。

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