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氫氣為什麼能夠作為新能源?

作為動力,氫氣具有其它動力所不具備的優點。它可以作為燃料,可以應用于航天、焊接、航天、軍事等方面;依據它的還原性,還可以用于冶煉某些金屬材料等方面。氫氣應用非常廣泛,有科學家認為,21世紀氫能有可能在世界動力舞台上占有舉足輕重的地位。那麼為什麼氫氣能作為新能源呢?下面就一起來看看吧。



一、從大的方面來看主要有這三個原因

1、可以用廣泛存在的水作原料來制取。

2、焚燒時放出的熱量多,放出的熱量約為同質量汽油的三倍。

3、大的優點是它焚燒後的産物是水,不污染環境。


二、氫氣的物理化學性質決定了它能作為新能源

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,是汽油發熱量的3倍。氫的重量特别輕,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适的燃料。氫在氧氣裡能夠燃燒,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。


三、氫氣的儲備量很大

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。泥土裡約有1.5%的氫;石油、煤炭、天然氣、動植物體内等都含有氫。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。如果能用合适的方法從水中制取氫,那麼氫也将是一種價格相當便宜的能源。


四、氫氣的用途很廣,适用性強

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換的功能。

1、儲氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領,可将熱量儲存起來,作為房間内取暖和空調使用。

2、氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體,因而将它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運輸都很方便。

3、液态的氫既可用作汽車、飛機的燃料,也可用作火箭、導彈的燃料。

4、使用氫—氫燃料電池還可以把氫能直接轉化成電能,使氫能的利用更為方便。這種燃料電池早已在宇宙飛船和潛水艇上得到使用,效果不錯。


五、制取方式多種多樣

1、随着太陽能研究和利用的發展,人們已開始利用陽光分解水來制取氫氣。在水中放入催化劑,在陽光照射下,催化劑便能激發光化學反應,把水分解成氫和氧。

2、上世紀70年代,人們用半導體材料钛酸锶作光電極,金屬鉑作暗電極,将它們連在一起,然後放入水裡,通過陽光的照射,就在鉑電極上釋放出氫氣,而在钛酸锶電極上釋放出氧氣,這就是我們通常所說的光電解水制取氫氣法。

3、科學家們還發現,一些微生物也能在陽光作用下制取氫。人們利用在光合作用下可以釋放氫的微生物,通過氫化酶誘發電子,把水裡的氫離子結合起來,生成氫氣。前蘇聯的科學家們已在湖沼裡發現了這樣的微生物,他們把這種微生物放在适合它生存的特殊器皿裡,然後将微生物産生出來的氫氣收集在氫氣瓶裡。這種微生物含有大量的蛋白質,除了能放出氫氣外,還可以用于制藥和生産維生素,以及用它作牧畜和家禽的飼料。

4、許多原始的低等生物在新陳代謝的過程中也可放出氫氣。日本已找到一種叫做“紅鞭毛杆菌”的細菌,在玻璃器皿内,以澱粉作原料,摻入一些其他營養素制成的培養液就可培養出這種細菌,這時,在玻璃器皿内便會産生出氫氣。這種細菌制氫的效能頗高,每消耗五毫升的澱粉營養液,就可産生出25毫升的氫氣。

5、利用廢水制氫無疑具有别樣的吸引力,因為它一起兼具了廢水處理的功能,可謂一箭雙雕。在國家自然科學基金等支持下,從上個世紀90時代初開端,哈爾濱工業大學教授任南琪就開展了有機廢水中産生氫氣的機理研讨。他利用發酵法生物制氫技能,在産生氫的一起伴随有機物的降解,使廢水得到淨化。

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