化学与能源
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化学与能源化学能源是现代社会发展和生活的基石,而化学作为一门自然科学,通过研究物质的组成、性质和转化过程,为能源领域的发展做出了重要贡献。
本文将从能源的定义、化学在能源领域的应用和未来能源发展方向等方面进行探讨。
一、能源的定义及分类能源是指能够产生功的物质或现象,它可以满足人类社会的生产、生活和发展需求。
根据能源形式和来源的不同,一般可以将能源分为非可再生能源和可再生能源两大类。
1.非可再生能源:包括化石能源(如石油、天然气和煤炭等)、核能和水能等。
这些能源的特点是储量有限,且使用会产生较多的排放物,对环境造成污染和影响。
2.可再生能源:包括太阳能、风能、水能、地热能和生物质能等。
这些能源的特点是来源广泛、储量丰富,且使用过程中几乎没有排放物,对环境友好。
二、化学在能源领域的应用1.化学能源转化与储存:化学反应在能源领域中起着至关重要的作用。
例如,将非可再生能源转化为可再生能源的工艺包括煤气化、石油加氢和化学电池等。
这些过程可以提高能源利用效率、减少排放物的产生,并提供更清洁的能源。
2.化学能源的储存与利用:化学储能技术有助于解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题。
例如,通过将太阳能转化为化学能,可以将其储存为化学燃料,随后利用化学反应将其转化为热能、电能或动力。
这样可以实现能源的高效利用和稳定供应。
3.材料与能源转换:化学材料在能源转换方面也发挥着关键作用。
例如,储能材料、光伏材料、催化剂等,能够实现能源的转化和利用。
研究开发新型的高效、稳定的材料,对提高能源利用效率和降低能源转换过程中的能量损失具有重要意义。
三、未来能源的发展方向1.可再生能源的开发利用:随着全球能源需求的增长和环境问题的日益突出,可再生能源的发展前景广阔。
太阳能、风能和水能等可再生能源将成为未来能源的重要组成部分,化学可以在新能源技术的研究、开发和应用方面发挥关键作用。
2.能源转化与储存技术的创新:为了更有效地利用和储存能源,需要研发更高效、更稳定的能源转化和储存技术。
化学与能源一、引言能源是现代社会的基石,化学作为一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础科学,与能源的开发、利用和转化密切相关。
化学在能源领域的应用,不仅关系到国家能源战略的实施,而且对推动我国能源结构的优化调整、促进经济社会可持续发展具有重要意义。
本文将从化学与能源的关系、化学在能源领域的应用、以及化学在新能源开发中的挑战与机遇等方面进行探讨。
二、化学与能源的关系1.化学是能源转化的基础能源转化是指将一种形式的能量转换为另一种形式的过程,如化石燃料的燃烧、太阳能电池的光电转换等。
化学作为能源转化的基础,涉及到能源的储存、释放、传输和转换。
化学原理和技术在能源转化过程中发挥着关键作用,如催化剂、电池、燃料电池等。
2.化学促进能源利用效率的提高能源利用效率是衡量能源使用过程中能量损失程度的指标。
化学在提高能源利用效率方面具有重要作用,如通过化学合成制备高效催化剂,提高燃料的燃烧效率;通过化学原理优化电池结构,提高电池的能量密度和充放电性能等。
3.化学在新能源开发中的应用新能源是指传统能源之外的各种形式的能源,如太阳能、风能、生物质能等。
化学在新能源开发中发挥着关键作用,如通过化学方法制备高性能的太阳能电池、燃料电池等。
三、化学在能源领域的应用1.化石能源的化学利用化石能源包括煤炭、石油和天然气等,化学在化石能源的利用过程中发挥着重要作用。
如通过化学方法制备高效催化剂,提高燃料的燃烧效率;通过化学合成制备新型燃料,如生物乙醇、生物柴油等,以替代传统化石燃料。
2.化学在核能利用中的应用核能是一种清洁、高效的能源形式,化学在核能利用中发挥着重要作用。
如通过化学方法处理核燃料,提高核燃料的利用率;通过化学方法处理核废水,降低核废水对环境的影响等。
3.化学在可再生能源开发中的应用可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能等,化学在可再生能源开发中具有广泛应用。
如通过化学方法制备高性能的太阳能电池、燃料电池等;通过化学合成制备生物乙醇、生物柴油等生物质能源;通过化学方法优化风能、水能等能源的利用效率等。
化学与能源的关系作为一门研究物质构成、结构、性质以及它们之间相互转化的科学,化学在能源领域扮演着至关重要的角色。
化学的应用不仅推动了能源技术的发展,也为我们提供了更高效、更清洁、更可持续的能源解决方案。
本文将探讨化学与能源之间的密切关系,以及它们如何相互影响。
一、化学在能源产生与转化中的应用1.1 燃烧反应的化学原理在许多能源产生过程中,燃烧反应是常见的能量转化方式。
化学的研究揭示了燃烧反应的化学原理,从而使我们能够更好地利用化学能转化为其他形式的能量。
例如,燃烧燃料释放出的化学能可以被转化成热能、电能等形式,从而满足我们生活和工业的能源需求。
1.2 电化学反应与能源存储电化学反应是一种将化学能转化为电能的过程,广泛应用于以化学电池为核心的能源存储技术中。
化学电池通过将化学反应中的电子流动转化为电能,实现了能源的高效转化和储存。
例如,锂离子电池、燃料电池等都是基于化学原理构建的能源存储装置,它们的发展与化学技术的进步密切相关。
1.3 光催化反应与太阳能利用光催化反应是一种利用光能促使化学反应发生的技术,它在太阳能利用中发挥着重要作用。
光催化反应利用光能激发物质分子的电子,促使化学反应的进行,从而将太阳能转化为其他形式的能量。
光催化技术的应用使得太阳能光伏产业得以快速发展,为可再生能源做出了巨大贡献。
二、能源对化学发展的影响2.1 能源供给的重要性化学研究离不开大量的能源供给,能源的可靠性和稳定性对化学研究具有重要影响。
稳定的能源供给为化学实验和工业生产提供了保障,有助于促进化学科学的发展。
同时,能源紧缺对化学研究的推进也带来一定的挑战,促使我们不断寻求高效利用和可再生能源的解决方案。
2.2 能源影响化学产业结构能源是驱动经济社会发展的重要支撑,它对化学产业结构有着深远的影响。
能源的供需关系以及能源价格的变化,直接影响着不同化学产品的生产成本和市场需求。
因此,能源的变化对于化学产业的发展战略、产品结构和技术选择等方面都有着重要的影响。
化学与能源–能源概述引言能源是人类社会发展和生产生活不可或缺的资源之一。
能源的使用和开发在化学领域扮演着重要的角色,通过化学的方法可以开发和利用各种能源,提高能源的利用效率,减少能源的消耗。
本文将从化学的角度总结能源的概述,包括能源的定义、分类、重要性以及化学在能源领域的应用。
能源的定义能源是指能够进行工作和产生热的物质或现象。
它可以转化为不同形式的能量,如热能、光能、电能等,并且可以被人类用来推动社会的发展和进步。
能源是人类社会发展和生产生活的基础,没有能源的支持,人类社会将无法正常运转。
能源的分类根据来源和性质的不同,能源可以分为传统能源和新能源两类:1.传统能源:传统能源主要指石油、煤炭和天然气等化石燃料。
这些能源主要来源于地下的化石燃料储藏,并且在人类社会的发展中发挥着重要的作用。
传统能源的利用也带来了环境污染和全球变暖等问题,因此,研究和开发新能源已成为当前各国普遍关注的方向。
2.新能源:新能源是指利用自然界中可再生资源获得的能源。
主要包括太阳能、风能、水能、地热能等。
新能源具有清洁、可再生和无污染等优点,有望成为未来能源发展的方向。
化学在新能源领域的研究和应用也非常广泛,可以通过化学反应将可再生能源转化为电能或其他可利用的能源形式。
能源的重要性能源在人类社会中的重要性不可忽视。
它是推动社会经济发展的关键因素之一,对于工农业生产、城市建设、交通运输以及人们的日常生活都有着不可或缺的作用。
首先,能源是工业生产的基础。
各个行业的生产都离不开能源的支持,例如,电力是工业生产中最重要的能源之一,其他行业如石化、冶金、建材等也需要大量的能源支持。
其次,能源对于人们的日常生活也有着至关重要的作用。
人们的用电需求越来越大,电力供应对于家庭和社会的稳定运行至关重要。
另外,能源在交通运输领域也扮演着重要的角色。
无论是汽车、飞机、火车,还是船舶等交通工具,都需要能源支持其运行。
因此,能源的供应和利用一直受到各国政府和学术界的高度关注,化学作为能源领域的重要学科之一,发挥着重要的作用。
化学在能源开发中的应用
化学在能源开发中的应用非常广泛,以下是一些具体的例子:
1.煤炭:煤炭是一种常见的化学物质,在能源领域的应用广泛。
它可以通过
燃烧产生热能,用于供暖、发电等方面。
然而,煤炭的燃烧会产生大量的
二氧化碳等有害气体,对环境造成严重污染。
2.石油:石油是一种重要的能源来源,广泛应用于交通运输、化工等领域。
石油可以通过提炼得到燃料油、柴油、润滑油等多种化学物质,用于驱动
发动机或作为工业原料。
然而,石油资源有限,且其燃烧同样会产生大量
的碳排放,对全球气候变化带来不利影响。
3.天然气:天然气是一种清洁燃料,主要成分为甲烷。
相比于煤炭和石油,
天然气燃烧产生的二氧化碳排放量较少,对环境污染较小。
天然气广泛应
用于家庭生活和工业生产,被视为一种替代传统燃料的重要选择。
4.化学在新能源开发中具有重要作用,通过化学技术可以提高新能源的转化
效率和存储密度。
例如在太阳能利用中,化学方法可以通过光催化技术、
太阳能光电转化和光化学储能等手段,将太阳能转化为热能、电能和化学
能,提高太阳能的利用效率和经济性。
总的来说,化学在能源开发中的应用涵盖了传统的化石能源以及新型的可再生能源。
在未来,随着环保意识的提升和科学技术的进步,化学在能源开发中的应用将更加广泛和深入,为我们的生活和环境带来更多的便利和改善。
化学与能源化学与能源化学和能源是紧密相连的两个领域。
化学为能源的研究和开发提供了理论基础和技术支持,而能源则是化学研究的重要应用领域。
本文将探讨化学与能源的关系,以及化学在能源领域中的应用。
化学是研究物质变化的科学。
它研究物质的性质、组成、结构和变化规律,以及在不同条件下物质之间的相互作用。
化学在能源领域中的应用主要体现在能源转化和利用的过程中。
通过化学反应,可以将不同的能源形式(如化石燃料、核能、太阳能等)转化为人类所需的能量形式(如电能、热能等)。
能源是人类社会发展的重要物质基础。
它广泛应用于工业、农业、交通运输、建筑等领域,支撑着人类的经济发展和社会进步。
能源的研究和开发是化学领域的重要方向之一。
化学家们通过研究能源转化和利用的机理,开发出高效的能源转化技术和能源利用方式,为人类的能源利用提供了重要的技术支持。
化学在能源领域中的应用非常广泛。
以下是一些具体的例子:1、化石燃料:化石燃料是当前人类使用的主要能源之一。
化学家们通过研究化石燃料的组成和结构,开发出高效的燃烧方式和催化剂,提高了化石燃料的利用效率,减少了环境污染。
2、太阳能电池:太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置。
化学家们通过研究光电转换的机理,开发出高效的光电转换材料和电池,提高了太阳能的利用效率,为可再生能源的发展提供了技术支持。
3、燃料电池:燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
化学家们通过研究燃料电池的电极反应和电解质传输机理,开发出高效的燃料电池,为可再生能源的发展提供了新的技术途径。
4、储能电池:储能电池是一种将电能转化为化学能的装置。
化学家们通过研究储能电池的电极材料和电解质传输机理,开发出高效的储能电池,提高了电能的利用效率,为可再生能源的发展提供了技术支持。
总之,化学与能源是密不可分的两个领域。
化学为能源的研究和开发提供了理论基础和技术支持,而能源则是化学研究的重要应用领域。
未来,随着人类对能源需求的不断增加和环保意识的不断增强,化学在能源领域中的应用将会更加广泛和深入。
能源与化学PPT完整版目录•能源与化学概述•传统能源与化学关系•可再生能源与绿色化学技术•储能技术与新型电池材料研究•节能减排政策背景下产业发展策略•实验设计与安全操作注意事项01能源与化学概述能源定义及分类能源定义指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。
能源分类包括一次能源和二次能源。
一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等)。
利用化学反应将能源从一种形式转化为另一种形式,例如燃烧、电解和光合作用等。
能源转化能源储存能源利用通过化学反应储存能量,并在需要时释放能量,例如电池、燃料电池和超级电容器等。
利用化学反应提高能源的利用效率,例如催化剂在燃料燃烧和工业生产中的应用。
030201化学在能源领域应用国内外发展现状与趋势发展现状目前,全球能源消费结构正在经历重大转变,可再生能源和清洁能源的比重逐渐增加。
同时,化学在能源领域的应用也在不断扩展和深化,例如新型电池技术、催化剂设计和合成以及碳捕获和储存等。
发展趋势未来,随着环保意识的提高和技术的不断进步,可再生能源和清洁能源的比重将继续增加。
同时,化学在能源领域的应用也将更加广泛和深入,例如高效催化剂的开发、新型储能技术的探索以及碳循环和碳利用的研究等。
02传统能源与化学关系煤炭资源及其利用技术煤炭资源概述煤炭是一种重要的化石能源,具有储量丰富、分布广泛等特点。
煤炭利用技术包括燃烧、气化、液化等多种技术,广泛应用于电力、化工、冶金等领域。
煤炭利用中的化学原理煤炭的燃烧、气化等过程涉及复杂的化学反应,如碳的氧化、还原等。
03石油天然气利用中的化学原理石油和天然气的加工利用涉及烃类的裂解、重整、合成等化学反应。
01石油天然气资源概述石油和天然气是另一种重要的化石能源,具有高效、清洁等特点。
02石油天然气加工技术包括炼油、石化、天然气处理等加工技术,可获得各种燃料和化工原料。
石油天然气资源及加工技术核能资源及核化学反应原理核能资源概述核能是一种高效、清洁的能源,具有巨大的发展潜力。
化学与能源发展的关联化学与能源是密不可分的关联领域,二者之间存在着深刻的相互影响和依存关系。
能源作为人类社会发展的基础,而化学则是能源的生产、利用和转化的重要手段。
两者之间的协同发展对于推动经济社会的可持续发展至关重要。
首先,化学与能源密切相关的体现在能源的生产和利用过程中。
能源的开采、生产和利用过程中禤化学原理和技术的支持和帮助。
例如,化石能源的开采和加工过程中需要化学技术的支持,包括石油的提炼、煤的转化等。
化学工程的发展为能源行业的发展提供了技术支持和保障,提高了能源的开采效率和利用效率。
其次,化学在能源转化和利用中的作用也是不可忽视的。
化学反应和催化技术在能源的转化和利用中发挥着关键的作用。
例如,化学催化在石油炼制、化学工业和能源生产中发挥着重要的作用,提高了生产效率和产品质量。
此外,化学能源的转化技术,如电池、燃料电池等,为能源的高效利用和清洁利用提供了重要的技术支持。
另外,化学材料的研发和应用也对能源发展起着重要的推动作用。
能源储存和传输是能源发展的重要环节,化学材料的研发和应用为能源的储存和传输提供了重要的支持。
例如,新型的能源材料如锂离子电池、燃料电池等的发展,为能源的高效利用和清洁利用提供了新的途径和可能。
此外,化学的绿色发展和能源的可持续利用是当前的发展趋势。
化学工业的发展要与能源的可持续利用相结合,推动化学工业的绿色化和循环利用,减少对能源的消耗和环境的污染。
同时,化学的绿色技术和能源的清洁利用是未来的发展方向,化学与能源的发展应该朝着可持续发展的方向发展。
总的来说,化学与能源的发展密不可分,二者之间的关联性和互动性越来越显著。
化学的发展为能源的生产和利用提供了技术支持和保障,能源的转化和利用也需要化学的支持和帮助。
化学的绿色发展和能源的可持续利用是未来的发展方向,化学与能源的发展应该朝着可持续发展的方向发展,推动能源的清洁利用和化学的绿色发展。
化学与能源的发展的关联将在未来的发展中发挥着越来越重要的作用,推动经济社会的可持续发展。
化学与能源工程化学基础结课论文学校:东华理工大学学院:高职院姓名:樊随静学号:201240010144班级:1240101专业:区域地质调查及矿产普查日期:2013年1月1日【摘要】:当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤,均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源氢能是高效清洁环保型能源,在我国发展氢能源具有重要的战略意义。
而且我国氢的来源极为丰富,技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法,现已形成规模。
【关键词】:氢能新能源发展趋势必然性氢能源的优劣势一、氢能源(一)氢能源简介氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。
随着石化燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:l、重量最轻的元素。
标准状态下,密度为0.8999g/l,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。
2、导热性最好的气体,比大多数气体的导热系数高出10倍。
3、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贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
5、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。
6、无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁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,且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
产物水无腐蚀性,对设备无损。
7、利用形式多。
既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,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。
8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
9、氢可以减轻燃料自重,可以增加运载工具有效载荷,这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。
由以上特点可以看出氢是一种理想的新的能源。
目前液氢已广泛用作航天动力的燃料,但是在实际的应用中氢的存储与运输,以及利用太阳能分解水制取氢,一直是制约氢能发展的问题。
(二)氢的应用及展望早在第二次世界大战期间,氢即用作A-2火箭发动机的液体推进剂。
196O年液氢首次用作航天动力燃料。
1970年美国发射的"阿波罗"登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。
现在氢已是火箭领域的常用燃料了。
对现代航天飞机而言,减轻燃料自重,增加有效载荷变得更为重要。
氢的能量密度很高,是普通汽油的3倍,这意味着燃料的自重可减轻2/3,这对航天飞机无疑是极为有利的。
今天的航天飞机以氢作为发动机的推进剂,以纯氧作为氧化剂,液氢就装在外部推进剂桶内,构成燃料电池。
每次发射需用H21450 m3,重约100t。
反应方程式如下:(以氢氧化钠为电解质)负极:2H2-2e-+2OH-=2H2O正极:O2+4e-+2H2O=4OH-应方程式:2H2+O2=2H2O氢不但是一种优质燃料,还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。
二、我国发展氢能源的必要性石油、煤炭、天然气燃烧产物是二氧化碳,是温室气体,造成地球温度逐年升高。
专业机构的最新研究结果表明全球气候变暖已导致非洲乞力马扎罗山的山顶冰盖消融80%,如这一趋势得不到遏制,100年后山顶冰雪将完全消失。
同时,化石燃料中有杂质,特别是疏、氮、磷、砷等,燃烧产物酸性,造成大气污染和酸雨。
酸雨不仅伤害农作物和蔬菜的叶片,而且能够降低农作物和蔬菜种子的发芽率,降低大豆蛋白质含量。
阔叶林和针叶林的冠层在酸雨作用下,钙、镁等离子在冠层雨溶液中富集,造成叶子中营养离子的大量淋失,进而加速根部营养的吸收和迁移,重新吸收的营养离子也会从植物体大量析出;如此循环,就会造成营养亏缺,直接影响森林生长,威胁森林生态系统内的物质循环,而且这个过程随酸雨的强度增加而增加。
酸雨还造成土壤中铝的大量释放和镁等有毒金属元素的沉降和积累,对树木形成毒害,同时,直接影响和危害土壤表层,干扰微生物正常生化活性,森林枯枝落叶的分解和物质再循环受到破坏;降低土壤的AO和A1层的PH值,使适中偏碱性菌类活动受到遏止,N元素的同化和固定减少,土壤肥力下降。
同时,酸雨使湖泊酸化,将土壤中的活性铝冲洗到河流、湖泊中,毒害鱼类,改变整个水体生态系统,使水体中的生物种类和数量大大减少,而且还导致温室效应的加剧,刺激皮肤,引起哮喘等多种呼吸道疾病。
我国的能源结构以煤为主(约占75%左右),且随着经济建设的迅速发展,能源的消耗量日益增加。
据统计,1990年全国煤炭消耗量为10.52亿吨,1995年增到12.8亿吨。
1995年燃煤排放的二氧化硫达2370万吨,超过欧洲和美国,居世界首位。
据国家环保局对全国2177个环境监测站3年(1991-1993)的监测结果统计,表明有62.3%的城市二氧化硫年平均浓度超过国家二级标准(0.06mg/m3)日平均浓度超过国家三级标准(0.225mg/m3),造成年降水PH 值低于5.6的酸雨覆盖面约占国土的30%,粉尘爆炸、粉尘污染严重,生态环境和经济建设受到影响。
我国北方地区冬寒漫长,大多数采用锅炉供暖,由于能源结构以煤为主,就使得烟尘污染成了又一环境问题。
针对这些情况,我们必须找到一种储量大、后续性强、热效率高、储存形式多的环保型清洁能源,氢能源正是这样一种优质能源。
在石化燃料日益减少的情况下,我国能源本来就不占优势再加之人均资源占有不足,这就势必要求我国必须比其他国家更重视后续能源的开发利用,而汽车、飞机、轮船等机动性强的现代交通工具只能采用"含能体能源",所以氢能源无疑成为一个新兴的热点。
三、我国发展氢能源的优劣势分析中国对氢能的研究与发展可以追溯到60年代初,中国科学家为发展本国的航天事业,对作为火箭燃料的液氢的生产,H2/O2。
燃料电池的研制与开发进行了大量而有效的工作。
将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发,是70年代的事。
多年来,我国氢能领域的专家和科学工作者在国家经费支持不多的困难条件下,在制氢、储氢和氢能利用等方面取得了不少进展和成绩。
氢作为能源利用应包括以下三个方面:利用氢和氧化剂发生反应放出的热能,利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能及利用氢的热核反应释放出的核能。
我国早已试验成功的氢弹就是利用了氢的热核反应释放出的核能,是氢能的一种特殊应用。
我国航天领域使用的以液氢为燃料的液体火箭,是氢作为燃料能源的典型例子。
目前,获得大量单质氢的唯一途径是依靠人工从天然气、石油、煤炭、生物质能及其它富氢有机物等中制取。
氢的最大来源是水,特别是海水,根据计算9吨水可以生产出1吨氢(及8吨氧),氢气燃烧热是28900千卡/公斤,而且氢与氧的燃烧产物就是水,因而,水可以再生。
由此可见,以水为原料制氢,可使氢的制取和利用实现良性循环,取之不尽,用之不竭。
据估计,我国水能源理论稳定蕴藏量为7亿KW,而开发量为4亿KW,开发成功后,每年可节约大量煤炭,减排大量二氧化硫。
工业副产氢也是向燃料电池提供燃料的有效途径。
据统计我国在合成氨工业中氢的年回收量可达标14'108m;在氯碱工业中有87'106 m的氢可供回收利用。
此外,在冶金工业、发酵制酒厂及丁醇溶剂厂等生产过程中都有大量氢可回收。
上述各类工业副产氢的可回收总量,估计可达15亿立方米以上。
可见,我国氢的来源极为丰富,技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法,现已形成规模。
其中低价电电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法。
另外,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,这可以降低氢能应用成本。
由此,我国发展氢能源优势可见一斑。
任何事物的发展都具有两面性。
在看到优势的同时,我们也要看到它所面临的困难。
大量廉价氢的生产是实现氢能利用的根本。
目前,廉价的制氢技术和安全可靠的贮氢和输氢方法是两大核心问题。
获取氢需要消耗大量的电能将氢和氧进行分离(制备1升液氢约需消耗电能3kwh);而直接从天然气中获取氢,需耗汽油,每公里要排放约16克二氧化碳(普通汽油车每公里排放260克二氧化碳),能耗过高。
就环境保护和市场需求而言,洁净和成本是二个关键参数,光有洁净而成本过高就没有市场,很难推广。
因此,要实施这一战略,就必须有目的地降低成本。
每百公里所加注氢的价格与汽油价格要尽可能接近,否则该技术只能永远停留在实验室或样车阶段。
当然,氢能的使用还有其他方面的问题,如作为基础设施的氢加注站。
【小结】:目前,世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。
利用太阳能来分解水是一个主要研究方向,在光的作用下将水分解成氢气和氧气,关键在于找到一种合适的催化剂。
如今世界上有50多个实验室在进行研究,至今尚未有重大突破,但它蕴育着广阔的前景。
发展氢能源,将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步。
【参考文献】:1.氢能源研究现状——《化学时刊》22卷10期(2008、10)2、王艳辉、吴迪镛、迟键:氢能及制氢的应用技术现状及发展趋势3、吴承康、徐建中、金红光:能源的发展战略研究4、2009/2012年氢能源行业发展前景分析及投资风险预测报告:第一章全球氢能源行业发展分析第二章中国氢能源行业发展分析第七章氢能源行业投资与发展前景分析5、[1]毛宗强:氢能-21世纪的绿色能源,2005[2]科技部:‘973’科技攻关基础研究计划6、刘江华、方新湘、周华:我国氢能源开发与生物制氢研究现状7、穆亚玲、王香爱:氢能源研究现状8、刘江华. 氢能源-未来的绿色能源.9、土恒秀,李莉,李晋鲁等.一种新型制氢技术.10、潘健民, 魏运洋, 李永峰, 徐菁利. 氢能的重要性和制氢方法浅析。