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氢是所有原子中最小的。它具有原子编号1,是宇宙中最轻,最丰富的化学品,占所有物质的约75%。在其分子形式中,氢是气体,然而,地球上的大多数氢与氧气形成水(H2O)。

氢气高度易燃,并将在空气中的4-75%范围内燃烧。它用于航天飞机主机。在他们提供的能量方面比较燃料的最佳方法是使用能量密度。该术语标准化燃料中的能量量,用于给定体积。压缩的氢气每公斤143兆焦耳的能量密度,但每升只有5.6兆瓦。汽油,另一方面,每公斤有47.2兆兆兆兆,但每升34只映射。柴油甚至在每公斤45.4兆焦尔斯甚至更加戏剧性,每升38.6人。能量密度是氢尚未取代烃燃料的原因之一。

好处和使用

氢作为燃料的最大优点之一是燃烧它仅生产水。燃烧的氢是较低的提取能量的方法,而不是氢燃料电池。当前的燃料电池效率大约60%,但在包括热捕获功能时,它们可以达到83%的效率。典型的燃烧发动机,燃烧氢气或石油是否最大值为25%。188金宝搏赞助

在许多方面,燃料电池与电池类似。燃料电池和电池之间的主要差异是在燃料电池中电池中的化学物质是有限的,恒定的氢气和氧气被送入。除此之外,原理通常是相同的。这是燃料电池的作用方式。

电池用电解质分成两半。在细胞的一半上,注射氢气。在电解质的另一侧,注射氧气。只有氢气可以穿过电解质,但是当它确实时,其电子被除去。剩余的质子在电解质上行进到氧气正在等待的位置。另一方面,电子通过布线进行,在那里它可以用作电力。一旦它到达电线的末端,它就会与质子和氧气结合形成水。

缺点

使用氢作为燃料存在几个主要缺点。首先是经济,燃烧氢气的燃料电池和标准内燃机都没有预测,在标准化石燃料的价格方面,直到超过2040年的价格,燃烧率较高。燃料电池生产昂贵。总体而言,从燃料电池产生的电力成本约为每千瓦100美元,而标准燃料的每千瓦每千瓦至0.15美元。目前的目标是2020年将成本降至每千瓦35美元。

除了支出外,还没有基础设施,用于将氢气传送给消费者,特别是用于运输。氢气需要独特的储存条件,并且比烃燃料相当爆炸性。大多数国家必须完全重新加入燃料输送基础设施以适应氢。

储存也是氢的主要缺点。在其气体形状中,不能储存足够的实际使用,并且它也是特别易燃的。在液体形式中,氢气不太爆炸。然而,产生液体氢气需要将其冷却在低温罐中或压缩它。虽然每屁股的能量是汽油的三倍,但目前的技术只允许液体氢以比标准汽油携带六六个能量。一些研究已经在特殊的晶体储存材料上进行,但它们是昂贵的。

然而,氢的最大缺点是生产。在地球上有很少的分子氢,因此大多数必须通过替代方法生产。

可以产生氢气的方式

在工业规模上,氢气可以以几种不同的方式生产。最有效的是通过从烃中的去除。通常,这是通过物流重整自然气体,其中700-1100℃的蒸汽与甲烷反应产生一氧化碳和氢气。目前,能量输入大于该过程所获得的能量。另外,需要烃燃料来加热水以产生蒸汽。从化石燃料中生产氢并不解决温室气体排放问题,并不结束社会对化石燃料的依赖。

热化学技术使用热循环和各种金属组合来生产水中的氢气而不使用电力。目前,正在调查太阳能,以便将这种生产方法与碳氢化合物分开。地热手段也以类似的方式使用。冰岛是通过地热处理的全球领导者。

电解是使用电力分裂到氢气和氧气中。必须通过传统的化石燃料或通过水电,风或太阳能的可再生方式生产电力。通过风电电解可以生产一公斤氢,每加仑约5.55美元,这是一种可行的方法,如果可以利用足够的风并且可以克服上面列出的问题。