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，氫能在實際生活中的主要應用以及氫能未來的發展方向，指明氫能正是一種在常規能源危機的出現、環境污染問題嚴重以及在開發新的能源的同時，人們期待的一種新的清潔能源。

關鍵詞氫能源溫室效應氫氣能發電二級能源燃料電池

自人類開展了世界性的工業革命以后，大量的吸熱性強溫室氣體，比如二氧化碳、氮化物等被人類中排入大氣，造成逐年增強的大氣的溫室效應，由此引起了全球性的環境污染和氣候變暖等一系列嚴重問題，這引起了全世界各國的關注，經過各國科學家的檢測和研究，如果地球的溫度持續升高，南極和北極的冰山將會發生大規模的融化，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。事實證明日益嚴重的溫室效應就是罪魁禍首，而溫室效應主要是由于現代化工業社會過多燃燒煤炭、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。

我們該怎么做？隨著社會的發展，人類生存時刻離不開能源，對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濟的發展和世界經濟的現代化，但是，這一經濟的資源載體將會快速地接近枯竭，所以我們必須發展新能源，拯救世界的新能源——氫能源脫穎而出。氫是地球上含量最大的元素，氫氣和氧氣在特殊的設備中進行化學反應，可以產生電能和無害的水蒸氣。過去，人們總以為氫氣是一種化學元素，很少把它作為能源來看待。近幾十年，對以氫做未來能源的研究獲得了迅速的發展，在眾多的新能源中，氫能將會成為21世紀最理想的能源。氫作為能源有許多優越性。首先，氫被選做未來的二級能源， 是因為氫，位于元素周期表之首，原子序數為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主要有兩種：空氣中游離態的氫氣和以化合態的形式貯存于水中。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，氫燃燒后的產物是水，而對環境造成污染的一系列物質，如碳的氧化物、鉛化物、碳氫化合物和粉塵顆粒等，而且燃燒生成的水還可繼續制氫，反復循環使用。 所以氫是一種燃燒無害、十分清潔的能源。第三，氫在儲存、輸送上比電力損失小，而且由于氫的重量小，攜帶、運送方便的特點，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氫燃燒產生的熱量相當于3k汽油或4.5 kg焦炭的發熱量，氫的發熱值是除核原料外，在所有的生物、化工和化石燃料中最高的?？傊?，作為一個發展性能源，氫被當之無愧的成為了未來的世界中最具發展潛力的清潔能源！

在可能發展的各種新能源中，目前氫能源被認為最有可能進入實用領域。氫的用途很廣，適用性強。1、氫作為氣體燃料，首先被應用在汽車上。用氫作為燃料的汽車，在安全性，實用性和經濟性能等方面都有不可比擬的優勢，例如用氫做燃料易發動，衛生干凈，有很小的腐蝕性，因此可延長汽車發動機的使用壽命。使用氫氣做汽車燃料還可以簡化現有汽車的構造，省去一般汽車上所用的汽化器，同時用氫氣作為汽車發動機燃料，無需對汽油發動機作多大的變動，就可節油達40%。2、氫的化學特性活躍，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、氫氣易于運輸，因為氫氣具有在一定壓力和溫度下很容易液化的性質，所以液體氫的運輸非常方便，使用液罐車、輪船、拖車運輸都很便。4、我們現在使用的電能，如核電、水電和火電等，都是通過電網輸送給千家萬戶的。此種方式存在著很大的弊端，因為用電的電戶要使用不同的負荷，這樣就要要求電網的電能有時處于高峰，有時處于低谷，所以為了調節峰荷、電網中常需要啟動快和比較靈活的發電站，而氫能發電恰巧能夠做到這點。利用氫氣和氧氣燃燒放熱的化學性質，可以組成氫氧發電機組。此種機組有要開即開，欲停即停，結構簡單，維修方便等特點，另外在電網低負荷的，還可吸收多余的電來進行電解水，生產氫和氧，以備高峰時發電用。這種調節作用除了可以提高電站的發電能力，對于用網運行更是有利的。

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

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