氫，拯救世界的新能源

吳玲

摘要文章綜述了氫能利用的巨大潛能，氫能在實(shí)際生活中的主要應(yīng)用以及氫能未來的發(fā)展方向，指明氫能正是一種在常規(guī)能源危機(jī)的出現(xiàn)、環(huán)境污染問題嚴(yán)重以及在開發(fā)新的能源的同時(shí)，人們期待的一種新的清潔能源。

關(guān)鍵詞氫能源溫室效應(yīng)氫氣能發(fā)電二級(jí)能源燃料電池

自人類開展了世界性的工業(yè)革命以后，大量的吸熱性強(qiáng)溫室氣體，比如二氧化碳、氮化物等被人類中排入大氣，造成逐年增強(qiáng)的大氣的溫室效應(yīng)，由此引起了全球性的環(huán)境污染和氣候變暖等一系列嚴(yán)重問題，這引起了全世界各國的關(guān)注，經(jīng)過各國科學(xué)家的檢測(cè)和研究，如果地球的溫度持續(xù)升高，南極和北極的冰山將會(huì)發(fā)生大規(guī)模的融化，到2050年左右將有大量的島嶼國家和沿海城市被淹沒，甚至包括許多國際大都市，如悉尼、東京、紐約和中國的上海。事實(shí)證明日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng)就是罪魁禍?zhǔn)祝鴾厥倚?yīng)主要是由于現(xiàn)代化工業(yè)社會(huì)過多燃燒煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳等有害氣體進(jìn)入大氣造成的。比如近年來，歐洲的溫度直線上升，甚至到晚上仍舊停留在30攝氏度左右。中國的南方，美國的西部，氣溫都一度攀升到40攝氏度以上。

我們?cè)撛趺醋?？隨著社會(huì)的發(fā)展，人類生存時(shí)刻離不開能源，對(duì)能源的需要也與日俱增，好像石油、天然氣、煤炭與核裂變能等化石能源促成了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化，但是，這一經(jīng)濟(jì)的資源載體將會(huì)快速地接近枯竭，所以我們必須發(fā)展新能源，拯救世界的新能源——?dú)淠茉疵摲f而出。氫是地球上含量最大的元素，氫氣和氧氣在特殊的設(shè)備中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，可以產(chǎn)生電能和無害的水蒸氣。過去，人們總以為氫氣是一種化學(xué)元素，很少把它作為能源來看待。近幾十年，對(duì)以氫做未來能源的研究獲得了迅速的發(fā)展，在眾多的新能源中，氫能將會(huì)成為21世紀(jì)最理想的能源。氫作為能源有許多優(yōu)越性。首先，氫被選做未來的二級(jí)能源， 是因?yàn)闅?，位于元素周期表之首，原子序?shù)為1，作為自然界存在最普遍的一種元素，氫在自然界的存在狀態(tài)主要有兩種：空氣中游離態(tài)的氫氣和以化合態(tài)的形式貯存于水中。而地球表面的水主要是海洋水，人類如果能把海水中的氫全部提取出來，那么它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。其次，氫燃燒后的產(chǎn)物是水，而對(duì)環(huán)境造成污染的一系列物質(zhì)，如碳的氧化物、鉛化物、碳?xì)浠衔锖头蹓m顆粒等，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用。 所以氫是一種燃燒無害、十分清潔的能源。第三，氫在儲(chǔ)存、輸送上比電力損失小，而且由于氫的重量小，攜帶、運(yùn)送方便的特點(diǎn)，所以未來將是航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。第四，氫燃燒熱值高， 1kg氫燃燒產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于3k汽油或4.5 kg焦炭的發(fā)熱量，氫的發(fā)熱值是除核原料外，在所有的生物、化工和化石燃料中最高的?？傊?，作為一個(gè)發(fā)展性能源，氫被當(dāng)之無愧的成為了未來的世界中最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗?/p>

在可能發(fā)展的各種新能源中，目前氫能源被認(rèn)為最有可能進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域。氫的用途很廣，適用性強(qiáng)。1、氫作為氣體燃料，首先被應(yīng)用在汽車上。用氫作為燃料的汽車，在安全性，實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性能等方面都有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，例如用氫做燃料易發(fā)動(dòng)，衛(wèi)生干凈，有很小的腐蝕性，因此可延長汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。使用氫氣做汽車燃料還可以簡化現(xiàn)有汽車的構(gòu)造，省去一般汽車上所用的汽化器，同時(shí)用氫氣作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，無需對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作多大的變動(dòng)，就可節(jié)油達(dá)40%。2、氫的化學(xué)特性活躍，它可同許多金屬或合金化合。某些金屬或合金吸收氫之后，形成一種金屬氫化物，其中有些金屬氫化物的氫含量很高，甚至高于液氫的密度。 3、氫氣易于運(yùn)輸，因?yàn)闅錃饩哂性谝欢▔毫蜏囟认潞苋菀滓夯男再|(zhì)，所以液體氫的運(yùn)輸非常方便，使用液罐車、輪船、拖車運(yùn)輸都很便。4、我們現(xiàn)在使用的電能，如核電、水電和火電等，都是通過電網(wǎng)輸送給千家萬戶的。此種方式存在著很大的弊端，因?yàn)橛秒姷碾姂粢褂貌煌呢?fù)荷，這樣就要要求電網(wǎng)的電能有時(shí)處于高峰，有時(shí)處于低谷，所以為了調(diào)節(jié)峰荷、電網(wǎng)中常需要啟動(dòng)快和比較靈活的發(fā)電站，而氫能發(fā)電恰巧能夠做到這點(diǎn)。利用氫氣和氧氣燃燒放熱的化學(xué)性質(zhì)，可以組成氫氧發(fā)電機(jī)組。此種機(jī)組有要開即開，欲停即停，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等特點(diǎn)，另外在電網(wǎng)低負(fù)荷的，還可吸收多余的電來進(jìn)行電解水，生產(chǎn)氫和氧，以備高峰時(shí)發(fā)電用。這種調(diào)節(jié)作用除了可以提高電站的發(fā)電能力，對(duì)于用網(wǎng)運(yùn)行更是有利的。

時(shí)至今日，氫能源已經(jīng)有長足的發(fā)展和著廣闊的前景，例如美國、歐盟、日本、中國和印度等國家在氫能的開發(fā)和研究發(fā)明投入了大量的資金，并在燃料電池的技術(shù)開發(fā)以及氫的制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏技術(shù)方面取得了豐碩的成果?？傊?，做為具有多種優(yōu)越性的能源，氫能源離我們的生活越來越近。到那時(shí)，我們可以將通過管道進(jìn)入到家庭中的氫氣用金屬氫化物的貯罐氫氣存儲(chǔ)起來，然后連接氫燃料電池，再接通各種用電設(shè)備。它將為人們創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境，減輕繁重的生活事務(wù)。發(fā)展氫能源，將為建立一個(gè)美好、無污染的新世界邁出重要一步。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉江華. 氫能源——未來的綠色能源[J]. 現(xiàn)代化工 ， 2006，（S2）

[2] 老仆. 氫能源，想說愛你不容易[J]. 環(huán)境導(dǎo)報(bào) ， 2003，（12）

[3] 溫廷璉. 氫能[J]能源技術(shù) ， 2001，（03） .

[4] 賀華，趙景聯(lián). 燃料電池的開發(fā)現(xiàn)狀及其發(fā)展前景[J]石化技術(shù)與應(yīng)用 ， 2001，（03） .

[5] 褚覺熙，陳志恒. 氫能與21世紀(jì)的汽車動(dòng)力裝置[J]上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào) ， 2001，（01） .

[6] 肖建民. 論氫能源和氫能源系統(tǒng)[J]世界科技研究與發(fā)展 ， 1997，（01） .

[7] 各國競(jìng)相開發(fā)氫能源能源信息《能源研究與信息》- 2006-03-30

[8] 王洪. 下一世紀(jì)的理想能源——?dú)淠躘J]中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊 ， 1999，（24） .endprint