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氢能

1 拼音

qīng néng

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2 注解

化石燃料逐渐耗尽,温室效应酸雨越来越严重时,人们需要寻找理想能源。这理想的能源就是氢能。氢燃料是二次能源。氢作为能源,它的热值虽然不高,但它的摩尔质量小,所以按单位质量计,热值达120.8MJ/kg,几乎是汽油的三倍。氢在宇宙中储量丰富。氢对人类生存的环境不会造成污染。从广义上讲,氢能还包括氢的同位素氘、氚的聚变反应释放的能量(这将在核能中另作介绍)。通常讲的氢能,只是指氢气燃烧放出的化学能。它的基本化学过程是氢跟氧反应生成水,并释放出热量;或者是氢和氧通过化学反应直接转变成电能(燃料电池);或者是作为热和机械能的中间载体而实现能量转换。生产氢气的方法有:(1)来自化石燃料及其衍生物到1983年为止,世界上生产的氢气,有80%以上来自石油;也能从水煤气分离得到,或分馏焦炉气获取。如果石油价格上升得太高,可能转移到以煤为原料以适应短期的需要。(2)电解水,将直流电通过水溶液(加入盐或碱以增大水的导电性)发生电解,但总的效率通常在30%以下。因为电源本身来自一次能源再生能源,因此是生产氢气的昂贵方法。(3)热化学循环把水直接分解为它的成分元素,约需2500℃,这个过程消耗的能量比获得的氢气所产生的能量要多得多。金属跟水蒸气反应,产生氢气和一种金属氧化物,这种方法也还没有达到应用的程度。(4)生物的光解作用尚处于探索阶段。(5)化学的光解作用对光解化合物,如锰、钛、钌的配合物已作了很多的研究。此外,在钢铁和某些化工生产中,氢气作为副产品得到。有机物分解、硫化氢分解等等,也能得到氢气。

氢气作为能源使用,主要是利用它燃烧时释放的热量,它适用于目前消耗化石燃料的工艺,且设备也不必作很大的变动。氢气也可以作飞机、汽车的燃料。前苏联1988年的一架图-154喷气式客机,采用液氢及天然气组成的混合燃料,成功地进行了一次试飞,虽飞行仅21分钟,但毕竟是第一架使用氢燃料的飞机。氢引擎汽车是20世纪70年代开始研制的,日本一直处于领先地位。这类汽车,功率比烧汽油的汽车高两倍,且排出的废气中氮氧化物含量很低,不会污染环境。目前氢作为常规能源,主要是要解决它的储存问题。

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