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氢作为一种新能源,被一些人誉为“世界清洁能源”,因为它的燃烧产物只有水。更重要的是,氢是一种可以储存的能量载体。一些科学家认为,21世纪的氢能可能在世界能源舞台上扮演重要角色。现在让我们来了解一下氢能的优点
氢是通过电解技术从水中提取出来的,这涉及到通过一个大电流在水中分离氢原子和氧原子。电解过程是非常昂贵的,因为它涉及高能量消耗。
在电解过程中用于发电的能源来自化石燃料,如石油、天然气或煤。太阳能、风能和水力发电等可再生能源也可用于确保无温室气体排放。
目前还在研究通过这种方法获得一定量的氢气,从而在中国建立一种成本相对较低的可行制氢方法。
另一种提取氢的方法是蒸汽甲烷重整或蒸汽萃取,这需要将甲烷中的氢原子从碳原子中分离出来。这是目前获得大量氢气的技术。蒸汽甲烷重整的缺点是会向大气中排放大量的温室气体,如二氧化碳和一氧化碳,这是全球变暖的根本原因。
氢气的各种用途
氢是氯碱工业的副产品。早先,它部分地用于非能源应用,而平衡部分则是向外张开或排空到大气中。目前,副产物氢被用于生产化学品和俘获(主要是能源)应用。
氢气用于非能源用途,例如在化肥工业和炼油厂中。还开发并展示了用氢气为燃料的小型发电机组,燃料电池客车,三轮车,两轮车(摩托车)以及催化燃烧系统。
氢能的优势
1.它是可再生能源,供应充足
氢由于多种原因是一种丰富的能源,主要是因为它的供应丰富。利用它可能需要大量资源,但没有其他能源像氢一样无限。从根本上讲,这意味着它不可能像其他能源一样耗尽。
2.大量本地产生氢气的来源
氢气可以在现场使用或集中生产,然后再分配。氢气可以由甲烷,汽油,生物质,煤或水产生。诸如污染量,技术挑战和能源需求之类的因素取决于所使用的来源。
3.实际上是一种清洁能源
当氢气燃烧产生燃料时,副产物是完全安全的,这意味着它们没有已知的副作用。航空公司实际上使用氢作为饮用水源。氢气被利用后,通常会转化为船上或太空站的宇航员的饮用水。
4.氢能无毒
它是一种无毒物质,很少用于燃料。这意味着它对环境友好,不会对人体健康造成任何伤害或破坏。
与其他燃料来源(如核能,天然气)相比,这方面是优先,它们极度危险或难以安全利用。它还允许在不允许使用其他形式燃料的地方使用氢气。
5.氢气的使用减少了污染
当氢与燃料电池中的氧气结合时,会产生电能,该电能可用于为车辆提供动力或驱动电动机作为热源,并用于许多其他用途。当它与氧气结合时,的副产物是水和热量,这是使用氢气作为能量载体的优势。
在生产过程中使用可再生能源(例如水或太阳能)时,使用氢燃料电池不会释放二氧化碳和其他温室气体或其他微粒。
6.比其他能源效率更高
氢气是一种有效的能源类型,因为与柴油或汽油相比,它每磅燃料都能传递大量能量。从根本上讲,这意味着与使用等量汽油的汽车相比,利用氢能的汽车将行驶更多的里程。
例如,与通常以33%至35%的效率发电的常规基于燃烧的发电厂相比,氢燃料电池能够以高达65%的效率发电,容量约为后者的三倍。
7.用于为太空飞船提供动力
氢能的效率和功率使其成为宇宙飞船的理想燃料来源。它的功率是如此之高,以至于它能够迅速将飞船发射到探索任务中。
这也是执行这种能源密集型任务的安全的能源形式。实际上,氢能的强度是汽油和其他基于化石的燃料的3倍。理想情况下,这意味着您需要更少的氢气来完成一项繁重的任务。它还为飞机,轮船,汽车以及便携式和固定式燃料电池应用提供动力。在汽车中使用氢气的不利之处在于,实际上很难将其存储在低温或高压储罐中。
8.可持续生产系统
电解是将水分离为氢和氧的方法。在这种情况下,可再生能源可用于为电解池提供动力,以从水中产生氢气,从而提供于石油产品的可持续系统,并且无污染,不产生排放。用于为电解池供电的一些可再生资源是风能,水能,太阳能和潮汐能。
在电解器中产生氢气后,可将其用于燃料电池中以发电。燃料电池过程中产生的副产物是水和热量。如果燃料电池在高温下运行,则可以将系统设置为热电联产发电机,并将废热用于加热。