氢能是一种二次能源.docx

氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和 天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料随着石化燃料耗量的日益增加， 其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料 的储量丰富的新的含能体能源氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次 能源的同时，人们期待的新的二次能源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：I、重量最轻的元素标准状态下，密度为0.8999g/l,—252.7°C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2、导热性最好的气体，比 大多数气体的导热系数高出10倍3、自然界存在最普遍的元素据估计它构成了宇 宙质量的75%，除空气中含有氢气外，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4、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142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。

5、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6、无毒， 与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁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7、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8、可以以 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9、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 10、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高11、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从全程效益考虑社会总效益优于其 他能源在众多的新能源中，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°C，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70%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作燃料的 汽车；后来，日本也研制成功一种以液态氢为燃料的汽车；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，使用氢一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现在世界上氢的年产量约为3600万吨，其中绝大部分是从石油、煤炭和天然气 中制取的，这就得消耗本来就很紧缺的矿物燃料；另有4%的氢是用电解水的方法制取 的，但消耗的电能太多，很不划算，因此，人们正在积极探索研究制氢新方法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 氧化钛和某些含钉的化合物，就是较适用的光水解催化剂人们预计，一旦当更有效的 催化剂问世时，水中取、、火”一一制氢就成为可能，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。