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能源载体和燃料——氢?

  化学元素氢(H——Hydrogen),在元素周期表中位于第一位,它是所有原子中最细小的。众所周知,氢原子与氧原子化合成水,但氢通常的单质形态是氢气(H2),它是无色无味,极易燃烧的双原子的气体,氢气是最轻的气体。在0摄氏度和一个大气压下,每升氢气只有0.0899克重——仅相当于同体积空气重量的二十九分之二。氢是宇宙中最常见的元素,氢及其同位素占到了太阳总质量的84%,宇宙质量的75%都是氢。

  氢具有高挥发性、高能量,是能源载体和燃料,同时氢在工业生产中也有广泛应用。现在工业每年用氢量为5500亿立方米,氢气与其它物质一起用来制造氨水和化肥,同时也应用到汽油精炼工艺、玻璃磨光、黄金焊接、气象气球探测及食品工业中。液态氢可以作为火箭燃料,因为氢的液化温度在-253℃。

  氢如同汽油和天然气一样,易燃性强,空气环境下含量达到4%—96%均可燃,所以可用作燃料。氢气加氧气在火花点燃后产生热量。而其燃烧后的残留生成物仅仅是纯水,所以氢被誉为是零排放燃料。其燃烧生成的水可进行收集或直接以水汽形式排入大气。燃烧生成的水与制氢所消耗的水量完全一样。所以从这个角度而言,氢是取之不尽,用之不竭的。

  氢虽说取之不尽、用之不竭,但因属于二次能源,地球上单质氢含量微乎其微,只能由其它能源转化得到。当采用水电解的方式制氢时,制氢过程的副产品仅仅是氧气。而采用天然气、石油或煤制氢时,不可避免的要产生二氧化碳和其他温室效应气体。因此,使用氢能作为燃料仅能解决整个环保问题的一半。其实从氢的制取到使用,氢扮演着能量载体的角色,如果在氢气的制取上也能完全解决污染问题,那么整个氢能的利用过程就成为真正意义上的零污染过程。