用液态氢代替液态天然气,直接烧氢气岂不是比做成氢燃料简单?为何非要氢燃料电池?

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氢燃料电池汽车作为汽车新能源的应用产业,目前受到了广泛的关注,大量的投资进入了这一产业。氢气可以直接用于天然气等发动机。燃烧后,它生成水,不排放Co、HC和CO2。它是一种非常清洁的燃料。

1.氢作为车用能源的主要优势

(1) 资源非常丰富。氢是宇宙中最丰富的元素之一。水资源丰富,可以电解氢。它也可以由天然气、煤和硫化氢制成。

(2) 几乎没有污染。

(3) 热效率高。

2.氢作为汽车能源存在的主要问题

(1) 成本很高。虽然地球上有丰富的氢气储量,但以目前的技术生产氢气的成本太高。

(2) 储物带不方便。在汽车里储存氢气很不方便。

(3) 动力不好。

氢作为汽车燃料是合理的,其前景取决于制氢方法和运载技术是否有突破。氢也是燃料电池的燃料。

这涉及到氢的物理和化学性质。

在常温常压下,氢气是一种易燃烧的气体,无色、透明、无味、无味,不易溶于水。氢是世界上已知的密度最低的气体。氢的密度只有空气的1/14。也就是说,在0℃, 在标准大气压下,氢的密度为0.0899 g/L。氢是密度最小的气体。空气的平均密度是29,而氢气的平均密度只有2。氢气会浮到高层大气中,在高压下会自燃。所以在天然空气中很难有氢气。

既然有这么好的燃料,自然就很少存在了。我们怎样才能得到它?

在工业上,氢气是由天然气或水煤气代替电解水生产的。制氢在石化工业中广泛应用于裂解反应和制氨。氢分子可以进入许多金属的晶格中,产生氢脆现象,这使得储氢罐和管道需要使用特殊材料(如蒙乃尔合金),设计更为复杂。2018年2月,我国实现氢气低温制备和储存,获科技部2017年中国十大科技进步奖。

储氢:由于氢气是一种易燃易爆气体,很难液化,储运不方便安全。如何储存氢气是氢能发展的另一个关键问题。目前已发现一些金属合金如Ti-Fe、Ti-Mn、La-Ni等具有储氢功能。其中,La-Ni合金在室温和0.152mpa下均能释氢,已用于氢动力汽车和燃料电池的储氢。新型储氢合金材料的开发和实际应用对氢能的发展具有重要意义。

考虑到各种因素,目前不使用氢气作为燃料,但我相信在不久的将来,我们会克服各种问题,找到解决办法。

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