作為動力,氫氣具有其它動力所不具備的優(yōu)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(jù)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臺上占有舉足輕重的地位。那么為什么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(yōu)點是它焚燒后的產物是水,不污染環(huán)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(fā)熱量的3倍。氫的重量特別輕,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適的燃料。氫在氧氣里能夠燃燒,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。泥土里約有1.5%的氫;石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。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。如果能用合適的方法從水中制取氫,那么氫也將是一種價格相當便宜的能源。
四、氫氣的用途很廣,適用性強
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,可將熱量儲存起來,作為房間內取暖和空調使用。
2、氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體,因而將它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運輸都很方便。
3、液態(tài)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、隨著太陽能研究和利用的發(fā)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(fā)光化學反應,把水分解成氫和氧。
2、上世紀70年代,人們用半導體材料鈦酸鍶作光電極,金屬鉑作暗電極,將它們連在一起,然后放入水里,通過陽光的照射,就在鉑電極上釋放出氫氣,而在鈦酸鍶電極上釋放出氧氣,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(fā)現(xiàn),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(fā)電子,把水里的氫離子結合起來,生成氫氣。前蘇聯(lián)的科學家們已在湖沼里發(fā)現(xiàn)了這樣的微生物,他們把這種微生物放在適合它生存的特殊器皿里,然后將微生物產生出來的氫氣收集在氫氣瓶里。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產維生素,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“紅鞭毛桿菌”的細菌,在玻璃器皿內,以淀粉作原料,摻入一些其他營養(yǎng)素制成的培養(yǎng)液就可培養(yǎng)出這種細菌,這時,在玻璃器皿內便會產生出氫氣。這種細菌制氫的效能頗高,每消耗五毫升的淀粉營養(yǎng)液,就可產生出25毫升的氫氣。
5、利用廢水制氫無疑具有別樣的吸引力,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(yè)大學教授任南琪就開展了有機廢水中產生氫氣的機理研討。他利用發(fā)酵法生物制氫技能,在產生氫的一起伴隨有機物的降解,使廢水得到凈化。