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            環保知識

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            環保能源_氫能源
            作者:http://www.5588jj.com/ 發布于:2013-12-11 11:21:19 點擊量:

            氫(HydmgenH2)能是一種可再生的永久性能源。可以用各種一次性能源,特別是 利用核能和太陽能將水直接分解來獲得氫。氫燃燒后產生的水蒸氣又可以重新恢復為水,這 種水-/-水之間的永久性循環,使氫成為最理想的能源。氫燃料用于汽車時性能優越。 氫的單位質量放熱量為120975kJ/kg,約為汽油放熱量的2. 8倍。氫燃燒后的生成物具有更 高的溫度,氫的火焰傳播速度比石油燃料的火焰傳播速度快得多。氫還有一些重要特點,如 它比媒油或汽油有更寬的著火界限,氫混合氣最小點火能量為0.02mJ,只為汽油混合氣點 火能量的1/10„氫是元素周期表中第一號元素,是最輕的替代燃料,在燃燒過程中絕對無 污染,是最清潔的能源之一。氫氣可以利用水、生物質、天然氣或者(氣化)煤炭制備。目 前,氫主要是通過甲烷蒸氣重整反應從天然氣中分離提取,并且絕大多數是作為化工原料而 非燃料,仍無法改變能源依賴碳氫燃料的現狀。其中最有前途的方法是利用可再生能源制 氫,而成本則是可再生能源制氫的最大障礙。.

            氫可以作為燃料電池汽車的燃料,也可以作為內燃機汽車的燃料。在燃料電池中,發生 如下的電化學反應。

            陽極:    H2~^2^+26-

            陰極:    2H++|02+2e-~-H20

            總反應:    H2+j02~-H20

            氫的著火溫度比汽油髙150K,且氫的火焰傳播速度快,這有利于氫和空氣的快速混合 和燃燒,由此來看,氣燃料發動機應比汽油機的熱效率高。若預混式氫發動機的理論壓縮比 為14時,氧發動機的熱效率可比汽油機提高13.5%。但是,如果氫和空氣按化學當量比混 合時,由于燃燒溫度髙,發動機熱負荷高,而且排氣中NO-排量將迅速增加。此外由于氫 的著火溫度高,蒸發潛熱大,當發動機采用液氫直接噴射時啟動性很差。

            氫燃料的點火能量小,著火范圍寬廣。這種性質,一方面有利于發動機在部分負荷下工 作,但另一方面卻容易使發動機早燃、回火或敲缸。

            氫的質量燃燒熱髙于汽油或液化甲烷,因此,若以氫做燃料,汽車的燃料裝載重量可比 汽油或液化甲烷減輕70%左右6但是,氫的分子量很小,液體密度低,約為汽油的1/10。 因此,相同的汽油箱容積裝載液氫時,其可儲蓄的能量只有汽油的1/3左右。

            與傳統汽車相比,燃料電池汽車具有效率高、零排放、噪聲低等優點,但是燃料電池汽 車價格較高。第一批商業化應用的氫能轎車,如本田FCX每輛售價達150萬美元,通用汽 車的氫動三號售價也達100萬美元。

            利用氫能的另一項巨大挑戰是在安全方面。如何有效地儲存燃料電池用的氫氣,還沒有 126

            在技術上獲得解決口在現有的儲氫技術中,還沒有一種能達到氫能汽車的安全要求。由于氫 易氣化、著火、爆炸,因此如何妥善解決氫能的貯存和運輸問題成為開發氫能汽車的關鍵。

            另外,作為體積能量密度最小的燃料,氫的運輸性差、續航距離短,加注不方便。氫 (H2)在發展可持續運輸中將起重要作用,因為將來它可以由可再生資源無限量地生產出 來。氫可以和天然氣混合,有效地用于一些內燃機車中,還可以用于不斷增長的示范燃料電 池車中。氫和空氣中的氧供給質#交換膜(PEM)燃料電池堆,可產生足夠的電力驅動車 輛,而不產生有害的排放物。

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