氢能的可利用性及其必要性 2

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1、氢能的可利用性及其必要性高分子1102王帅0121101050215技术和经济的发展以及人口的增长，使得人们对能源的需求越来越大.目前以石油，煤为代表的化石燃料仍然是能源的主要来源.一方面，化石燃料的使用带来了严重的环境污染，大量的CO2，SO2，NOx气体以及其他污染物，导致了温室效应的产生和酸雨的形成.另一方面，由于化石燃料的不可再生性和有限的储量，日益增长的能源需求带来了严重的能源危机.据估计，按照目前的消耗量，石油仅仅能维持不到50年，而煤也只能维持200年.Kazim和Veziroglu指

2、出，做为主要石油输出国的阿拉伯联合酋长国，将在2015年无法满足石油的需求.Abdallah等人则公布，埃及的化石燃料资源，在未来的20年内就会耗尽！基于以上所述环境污染和能源短缺的双重危机，发展清洁的，可再生的新能源的要求越来越迫切.太阳能，风能，生物质，地热能，潮汐能，具有丰富，清洁，可再生的优点，今年来受到了国际社会的广泛关注.尤其以太阳能，风能以及生物质能，更被视为未来能源的主力军.根据简单估算，太阳能的利用率为20%时，利用陆地面积的0.1%就足以提供满足当前全球的能量需求.而中国仅仅依靠

3、风力发电，就足以使目前的发电量翻一番.然而，这些可再生资源具有间歇性，地域特性，并且不易储存和运输的特点.氢，以其清洁无污染，高效，可储存和运输等优点，被视为最理想的能源载体.目前各国都投入了大量的研究经费用于发展氢能源系统.氢是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，因此氢能被称为人类的终极能源。水是氢的大“仓库”，如把海水中的氢全部提取出来，将是地球上所有化石燃料热量的9000倍。氢的燃烧效率非常高，只要在汽油中加入4%的氢气，就可使内燃机节油40%。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等

4、国家和地区已进入系统实施阶段。美国政府已明确提出氢计划，宣布今后4年政府将拨款17亿美元支持氢能开发。美国计划到2040年美国每天将减少使用1100万桶石油，这个数字正是现在美国每天的石油进口量。氢能【hydrogenenergy】通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得，因此是二次能源。工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气

5、催化转化制氢等。氢能具有以下主要优点：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。氢能利用方面很多，有的已经实现，有的人们正在努力追求。为了达到清洁新能源的目标，氢的利用将充满人类生活的方方面面，我们不妨从古到今，把氢能的主要用途简要叙述一下。依靠氢能1869年俄国著名学者门捷列夫整理出化学元素周期表，他把

6、氢元素放在周期表的首位，此后从氢出发，寻找与氢元素之间的关系，为众多的元素打下了基础，人们则氢的研究和利用也就更科学化了。至1928年，德国齐柏林公司利用氢的巨大浮力，制造了世界上第一艘“LZ—127齐柏林”号飞艇，首次把人们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡大西洋的航程。大约经过了十年的运行，航程16万多公里，使1.3万人领受了上天的滋味，这是氢气的奇迹。然而，更先进的是本世纪50年代，美国利用液氢作超音速和亚音速飞机的燃料，使B57双引擎辍炸机改装了氢发动机，实现了氢能飞机上天。特别是1957前

7、苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空和1963年美国的宇宙飞船上天，紧接着1968年阿波罗号飞船实现了人类首次登上月球的创举。这一切都依靠着氢燃料的功劳。面向科学的21世纪，先进的高速远程氢能飞机和宇航飞船，商业运营的日子已为时不远。过去帝王的梦想将被现代的人们实现。氢动力汽车以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料，已经过日本、美国、德国等许多汽世公司的试验，技术是可行的，目前主要是廉价氢的来源问题。氢是一种高效燃料，每公斤氢燃烧所产生的能量为33.6千瓦小时，几乎等于汽车燃烧的2.8倍。氢气燃烧不仅

8、热值高，而且火焰传播速度快，点火能量低（容易点着），所以氢能汽车比汽油汽车总的燃料利用效率可高20%。当然，氢的燃烧主要生成物是水，只有极少的氮氢化物，绝对没有汽油燃烧时产生的一氧化碳、二氧化硫等污染环境的有害成分。氢能汽车是最清洁的理想交通工具。氢能汽车的供氢问题，目前将以金属氢化物为贮氢材料，释放氢气所需的热可由发动机冷却水和尾气余热提供。现在有两种氢能汽车，一种是全烧氢汽车，另一种为氢气与汽油混烧的掺氢汽车。掺氢汽车的发动机只要稍加改变或不改变，即可提高燃料利用