对于氢气我想大家都不会陌生,接触过化学的人都知道氢气是一种活泼的元素,与氧气可发生化学反应,生成水,是一种非常环保的能源。
据资料显示,在技术与成本的限制下,预计世界石油蕴藏量只可再开采40年,天然气可开采62年,煤炭可开采270年,核能发电的燃料源自铀矿,预估尚可开采77年,惟考虑用过之核燃料回收再处理后重复运用,则其使用年数可增加五十倍,约可达3800多年。全世界依赖较深的主要能源-石油及天然气,在21世纪的前半世纪就将枯竭。
利用氢与氧的化学反应可以得到电能,而这个过程要需要的装置是氢燃料电池,它是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阳极。整个过程氢气不断供应,反应不断的进行,电能就不断的被放出,整个过程也是无污染,低排放。燃料电池可以用汽车动力源,也可以用于家庭电力来源,在中国有很多炼钢厂,在生产过程中会产生很多的氢气,但这些氢气除了了一小部分被利用外,大部分都被放空了,如果讲这些被放空的氢气用于发电,这将是一份很可观的资产。业内人士分析认为燃料电池比锂电池更为环保。因为与燃料电池相比,锂电池相对更容易爆炸,开采原料锂的时候容易破坏环境,电池用完后的回收困难,也会破坏环境。所以开发氢能源已成为全球经迫在眉睫的大事情。
氢能的来源有很多,比如以煤为原料制取氢,用天然气制氢,重油部分氧化制造氢气,利用生活垃圾制氢等等,所以无论从原材料还是利用效率,氢能都远远优于石油、煤、天然气等不可再生能源,如与传统汽车相比,使用氢气的燃料电池车能量转化效率高达60%至80%,是内燃机的2倍至3倍。目前丰田等新能源汽车所使用的是氢燃料电池(不同于传统的碱性燃料电池),这与特斯拉使用的锂电池是两种路线。它是一种不经过燃烧过程直接以电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能转变为电能的高效发电装置,不同于一般电池,只要能保障燃料的供给,燃料电池将会持续发电。其实并无燃烧过程,非常安全。燃料电池车能量转化效率高达60-80%,是内燃机的1.5至2倍。所以只要将氢的运输成本降低50%,就能让氢动力应用处于经济性许可范围内。
随着制氢技术的发展,氢燃料电池离我们的生活越来越近。到那时,氢气将会像煤气一样通过管道被送入千家万户,用户则采用金属氢化物的贮罐将氢气贮存起来,然后连接氢燃料电池,再接通各种用电设备。它将为人们减轻繁重的生活事务,营造舒适的生活环境,创造更环保、更节能的地球家园!