登陆注册
14109200000011

第11章 开启能源新时代

目前,使用较多的能源是石油和天然气,然而这两种能源都具有不可再生性,毋庸置疑,随着化石燃料消耗量的日益增加,在未来的某一天,石油和天然气将会被用完。这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新的能源。氢能就是这种能源之一。

1986年,在维也纳召开了一个“21世纪最重要的能源”学术讨论会,参加会议的有来自世界各国的400多名科学家。会议上,瑞典科学家奥洛夫·戴克斯罗姆作了一个精彩的学术报告,并详细介绍了他是怎么用水生产可以开汽车和烧火做饭的燃料的。

你也许会奇怪,水能用来烧火做饭,能开汽车吗?直接用水当然不能烧火,也不能开汽车,但要知道,水是氢和氧的化合物,只要把水分解变成氢和氧,氢就是最好的能源,因为它燃烧后不产生污染,只产生水蒸气。

但是分解水是需要能量的,如果分解水得到的氢,再燃烧时释放出的能量只是和分解水时所消耗的能量相当,甚至于更少,那就得不偿失。所以用水生产氢能的方法在很长一段时间因为没有实际价值而无人感兴趣。但人总是有办法的,在能源日益短缺的今天,科学家们的聪明才智终于实现用水生产燃料的设想。戴克斯罗姆就是具有这种才智的聪明人。他是怎样用水生产燃料的呢?

理想的新能源戴克斯罗姆先制造了一台风力发电机,然后用风力带动这台风力发电机发电,再用得到的电能把水电解成氢和氧。戴克斯罗姆将氢注入经过改装的氢气发动机汽车储氢器中,将氢作为燃料,代替汽油开动汽车。此外,他家中的炉子和取暖用的燃料,也使用自己用风力制造出来的氢。

戴克斯罗姆的这一方法是一个绝妙的能源利用和开发的成果,因为用来分解水的能量取自天然的风力,而水,尤其是海水,可以说是取之不尽的。这样,氢就有了可靠的来源,而且氢燃烧后又变成水,如此循环不已,无疑也是一种理想的能源。它还可以彻底解决有害气体污染大气的环境问题,只要燃烧的是氢,就不会排放二氧化碳、二氧化硫及氮氧化合物等有害气体。因此,近年来世界范围内研究氢能的热潮一浪高过一浪。

氢是一种高效燃料,每千克氢燃烧所产生的能量为33.6千瓦时,几乎等于汽油燃烧的2.8倍。氢气燃烧不仅热值高,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高20%。此外,氢还可以使汽油的燃烧效率得到提高,实验表明,只要在汽油中加入4%的氢气,就可使内燃机节油40%。氢燃烧主要生成物是水和只有极少的氮氧化物,绝对没有汽油燃烧时产生的一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等污染环境的有害成分。由此可见,氢是一种高效的燃料,也是一种零污染的能源。

氢作为能源的优势

氢作为能源,有很多优势。

(1)氢的发热值最高。目前,除核燃料外,在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中,氢的发热值是最高的。

(2)没有污染。氢气燃烧后的产物是水,不像煤、石油、天然气那样,燃烧以后会生成一氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物以及颗粒粉尘等空气污染物。

(3)氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。

(4)导热性最好。在所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是一种极好的传热载体。

(5)氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。

(6)氢能利用形式比较多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械能,又可以作为能源材料用于燃料电池或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用。

(7)氢的形态能够根据需要进行改变。氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物的形态出现,能适应储运及各种应用环境的不同要求。

(8)氢的储量非常丰富。氢是自然界存在最普遍的元素,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态储存于水中,而水是地球上最广泛的物质。

从以上特点我们也不难看出,氢是一种非常理想的新能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料,不过仍有一些问题需要解决。

氢能商业应用中的问题

氢能在大规模的商业应用中存在着一定的问题,有待解决。

(1)如何降低制氢成本。因为氢是一种二次能源,它的制取不但需要消耗大量的能量,而且目前制氢效率很低,因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。

(2)如何解决氢的安全储存和运输问题。由于氢易汽化、着火或爆炸,因此如何妥善解决氢能的储存和运输问题也就成为开发氢能的关键所在。

同类推荐
  • 大学语文

    大学语文

    我们认为,大学语文课程是面向大学非中文专业学生开设的一门人文素质教育课。其目标是培养学生的语文阅读、欣赏、评判和表达能力,提高学生的艺术审美能力和整体文化修养,塑造学生高尚的人文精神和人格力量。大学语文课程的重心,必须放在对大学生进行人文精神的进一步培植和文化修养的进一步提高上。应该把古今中外的名家名篇,作为对大学生进行人文素质教育的载体,使学生通过阅读、思考、讨论、辨析,吸收文化精华,得到思想熏陶,提高综合素质。基于这种认识,我们在教材编写过程中,无论是体例的设立,还是篇目的选定,都遵循着“求精”、“求新”的原则,力求探索大学语文教材编写和课程教学的一种新型模式。
  • 影视专业高考完全攻略

    影视专业高考完全攻略

    具体来说,艺术文化类专业包括编导、戏文、文管三大类,具体又分为广播电视编导、影视学、戏剧影视文学、影视编剧、公共事业管理、文化产业管理等专业。这些专业的考试内容一般包括文艺基础知识、面试、影视评论,此外编导类专业还包括影视基础知识、电视纪录片评论等内容,戏文类专业还包括叙事散文写作、戏剧故事写作等内容,文管类专业还包括文化热点分析、文化产业常识等内容。
  • 语文新课标课外必读第三辑:朝花夕拾
  • 崩溃边缘

    崩溃边缘

    本书探讨了精神病的性质及其中隐含的生物学机制,精神病与创造性天才之间的关系,并得出一个令人惊讶的结论:发疯和创造性的想象力正是人类的进化之处。
  • 现代物流运输管理

    现代物流运输管理

    本书以物流运输作为研究对象,从物流管理角度出发,全面系统地介绍了现代物流运输的基本原理和运作实务。全书共十章,主要内容包括:现代物流运输概述、现代物流的基本结构、现代物流运输决策、物流运输实务、集装箱运输管理、国际物流运输、物流运输信息管理、物流运输成本管理、物流运输纠纷及其解决、物流运输组织管理等内容。
热门推荐
  • 樱花之恋:撒旦回归

    樱花之恋:撒旦回归

    十年前,她背负向着血海深仇离去;十年后,她强势回归,势要将人们欠她的千倍万倍地讨回来。他是天之骄子,腹黑嚣张是他的本性,无赖是他的代名词。传闻他不进女色,却对她苦苦纠缠……他是她仅存的温柔,她是他一生的守候。他说:倾尽我所有,只为博你一笑。她说:负尽天下人,只为与你相守。一场火与冰的相撞就此展开。且看腹黑的他怎样将冰冷的她收入麾下【青春复仇校园文有点小虐不喜绕道,勿喷】
  • 心理游戏训练营(超级智商训练营)

    心理游戏训练营(超级智商训练营)

    著名科学家霍金说过:“有一个聪明的大脑,你就会比别人更接近成功。”思维能力在人的成功过程中起着举足轻重的作用,青少年无论将来从事什么职业,处于什么岗位,面对什么问题,拥有活跃的思维,都是你能否快速走向成功的最关健因素。全面开发青少年的思维能力,其重要性远排在教授具体知识技能之上。
  • 闪闪奇遇记五:闪闪的魔法

    闪闪奇遇记五:闪闪的魔法

    《闪闪奇遇记五:闪闪的魔法》一次采莓子的途中,闪闪越过了峡谷中的魔法线,线的一边是平凡景象,另一边却是奇妙的世界?
  • 大荒时代

    大荒时代

    盘古开天辟地,创造万物虽是众生的创造者却也为众生留下了毁灭者。。。。
  • 异度迷影学院

    异度迷影学院

    迷影学院,一个存在于传说中的校园,一个据说只收取精英中的精英为学生。
  • 仙界第一人

    仙界第一人

    不管是仙界,还是魔界,拥有强悍的实力,才是生存的根本。特种兵杨半帆带着半吊子的修真,在铁血风火下来到魔界,成为奴隶。他如何抗争,如何利用现代科技,炮轰魔王,震慑魔界,打到仙界,遇仙灭仙,遇魔荡魔,成为仙界第一人!
  • 百世忘仙

    百世忘仙

    百世轮回,终究忘不了你的容颜。那一世,我化作一阵风,吹满世间每一个角落,只为寻找那心系的女子!那一世,我化作一颗石子,被工匠镶嵌在石桥之上,只为等候与你相遇的那一瞬间!那一世,我化作一艘小舟,来回江岸千百次,只为渡你解我相思愁!.......轮尽百世轮回只为寻找心中所爱..百世忘仙官方讨论扣扣群1群:425036456求点击、求推荐、求书评,各种求....——!
  • 灭世神拳

    灭世神拳

    紫天,一个无良少年,因一次机缘巧合之下遇见一位世外高人。高人心血来潮赐下绝世秘籍,正所谓师傅领进门,修行靠个人。紫天资质卓越,意志坚定,一步一个脚印,交知己、猎红颜、战俊杰、屠武圣、杀妖仙、斩魔神,以己身抗苍天,独创一个轮回。
  • 古往金来

    古往金来

    神奇的玉葫芦,空间?随身一口井?它只是一条连接古今的通道。古代有什么?失传已久的医术,美容养颜的武艺,数不尽的珠宝玉器,纯天然无污染的美食和秘方……现代有什么?已经公开的古方,几千年智慧的总结,先进的加工工艺,百花齐放的小吃配方……女主两眼放光:金银珠宝滚滚来,发财致富去倒卖。
  • 最适合的人

    最适合的人

    米兰高校是一个贵族的学校,有着无数的有钱人,有钱就有闲,无数的无聊少年寻找着消遣的方式。有这么的一群少年,致力于派遣女生们的寂寞,打发他们的时间。这里也是女生的天堂,在这里,可以要求自己喜欢的类型的男生为自己解决问题,可以舒舒服服地享受一下午悠闲的时光,更重要的是可以看一看自己心中的男神。