氫氣,這個(gè)輕盈而神秘的氣體,近年來可是科學(xué)界的 “當(dāng)紅炸子雞”。先給大家來點(diǎn)直觀的數(shù)據(jù):據(jù)《自然》雜志報(bào)道,氫氣在能源領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)超越了其他所有能源,成為了全球能源消耗的 “霸主”!今天,咱們就一起來深入探索氫氣那五花八門的用途。

一,理想的高能燃料

氫氣作為理想的高能燃料,具有諸多令人矚目的優(yōu)點(diǎn)。其燃燒產(chǎn)物只有水,完全無污染,這對(duì)于當(dāng)前深受環(huán)境污染困擾的地球而言,無疑是一個(gè)絕佳的解決方案。想想看,石油、煤炭等傳統(tǒng)能源在開采和使用過程中,給環(huán)境帶來了多少難以承受的負(fù)擔(dān),而氫氣燃燒后只產(chǎn)生水,堪稱綠色環(huán)保的 “神助攻”。而且,氫氣的發(fā)熱量高,燃燒 1 克氫能釋放出 142 千焦?fàn)柕臒崃浚瞧桶l(fā)熱量的 3 倍 。另外,制取氫氣的原料來源極為廣泛,地球水資源豐富,從水中提取氫氣的技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步,這意味著氫氣幾乎是取之不盡、用之不竭的能源。

在氫能源的實(shí)際應(yīng)用中,氫氧燃料電池備受關(guān)注。它的能量轉(zhuǎn)化方式是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能,其基本原理是電解水的逆反應(yīng)。氫氣從燃料電池的正極進(jìn)入,氧氣從負(fù)極進(jìn)入,在催化劑的作用下,正極的氫分子分解成兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)電子,質(zhì)子穿過質(zhì)子交換薄膜與氧結(jié)合,電子則通過外部電路形成電流,從而為各種設(shè)備提供電力。不過,氫能源目前也存在一些缺點(diǎn),制取成本高是一大難題,電解水需要消耗大量的電能;儲(chǔ)存和運(yùn)輸也比較困難,氫氣易燃,對(duì)安全措施要求極高,同時(shí)這也導(dǎo)致了成本的增加 。