氫氣為什麼不能作為清潔能源普及使用?
初中化學我們就學到了,氫氣是一種十分清潔的熱能來源,其燃燒後產物是水,沒有污染,而且本身也是無毒,而且可以通過電解水得到氫氣,所以還是可再生能源那麼為什麼現在沒有把氫氣作為清潔能源普及使用呢?
第一個原因:太危險!
氫氣是一種極易燃的氣體,燃點只有574℃,在空氣中的體積分數為4%至75%時都能燃燒。但氫氣佔4。1%至74。8%的濃度時與空氣混合,或佔18。3%至59激下易引爆。
純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時還放出紫外線。
而且氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸,生成具有潛在危險性的酸氯化氫或氟化氫。
存在如此多種隱患的「能源」,即使它再清潔,我們也不敢用生命開玩笑呀。
第二個原因:太貴!
目前,石油的價格可以維持在7-8元人民幣/升。而氫氣呢?
工廠生產氫氣的方法有以下幾種:
1、電解水制氫:是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。無污染,但消耗電量極大。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計,但均為小型電解制氫設備,其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。
2、礦物燃料制氫:以煤、石油及天然氣為原料製取氫氣是當今製取氫氣是主要的方法。
但這種方法製備的氫氣純度極低。
這樣高的生產成本,普通百姓用不起啊。
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目前有多家燃氣公司特別是從事天然氣加氣站設備製造和提供商都進入了氫能源的利用的開發和研究,主要是把氫氣作為清潔能源在交通領域的應用。
在這一領域的應用技術有點類似當年的壓縮天然氣(車用CNG),需要氫能源發動機、氫能源站、氫氣儲氣瓶等。
但這有兩個難點:氫氣難儲存,生產成本高,這是制約氫氣作為優質能源不能大力推廣的關鍵因素,另外氫氣的貯存也是需要解決的問題。
氫能源電池作為車用氫氣的突破點,燃料電池原理並不複雜:由液態或氣態燃料產生電力,驅動電機。氫燃料居多,原理是電解水的逆反應,零污染物排放,十分環保。
其實,2017年5月,全國首個市場化建設運營的加氫站——位於丹灶的瑞暉加氫站建設完畢!
氫燃料電池能量密度更高(單位體積下約為傳統電池7倍)、加註更快(平均3~5分鐘)、綜合效率最高(29%),續航里程上限更高(如本田Clarity Fuel Cell續航里程達 750公里)。號稱「加氫三分鐘,續航七百里。
車載氫氣罐在加油站中用一個特殊的泵來加氣,這和LNG(液化天然氣)汽車很像。由於是直接填充燃料,汽車上攜帶的燃料越多,汽車行駛里程就越大。搭載了70MPa的高壓儲氫罐,比CNG的20MPa高得不是一星半點。
「氫產業·氫生活·氫未來」新聞發布會在2017北京國際風能大會展覽會期間舉行。業內人士認為,氫能早已過了「概念性」的階段,隨著對氫能行業專業知識的加深,也不會再「談氫色變」。學術界和行業界已經形成共識,只要按照規範去做氫能產業,安全程度是很高的。預計在未來的三到五年時間內,即2020年左右,氫能產業會進入一個爆發期。
氫能被譽為「終極能源」,其未來的產業化有無限的想像空間。
上圖為氫能源原型車。
氫氣作為清潔能源現在最大的痛點是難儲存,氫氣分子太小,普通的氣罐氫氣會從罐子分子間遊盪出去。
另外就是氫氣現在作為能源的最大熱點是氫燃料電池,在此過程中需要一些催化劑成本較高。
但不管怎樣,氫氣結構簡單,作為能源無污染肯定是未來的完美能源,現在西北的風力,太陽能資源豐富但不穩定,經常作為棄電。如果氫氣大面積可以利用了,這些零散的不穩定的能源都可以用來制氫氣,就不會有棄風棄太陽能。而且氫燃料電池車續航里程和傳統汽車沒有太大區別,未來前途無量
有很多技術難題沒有解決。例如保存方式,和性價比。
保存方式是一個難題,氫氣無論是什麼狀態都很容易和空氣中的氧氣發生反應,太容易爆炸。如果使用液態氫,那麼汽車交通事故就跟電影里一樣了,一撞,一翻車就爆炸。
除了保存之外,還有使用成本的問題。氫氣本身燃燒是環保的,因為只產生水。但是製取氫氣可就比較費勁了,需要使用大量的電才能產生氫氣。
如果不是使用核電的話,那麼常規電站要燒更多的煤炭,那麼所造成的污染更大。不如直接讓汽車燒汽油。
而且汽車怎樣使用氫氣來驅動也是個問題。用氫氣燃燒來驅動?效率也不高,按照市麵價格,跑一百公里要200元,誰開得起。如果使用氫先轉化為電能,再以電能驅動汽車,這樣還會好一些,但是這樣的設備成本太高了。不如直接開電動汽車。
綜上,氫作為直接的能源來使用還有很大的技術難題沒有克服。也許在將來這可以是一種選擇,但現在不行。
氫氣製造和使用成本太高~安全性也很低,加氫站的建設和運營維護成本很高,並不適宜作為普通乘用車大規模大範圍使用,但作為火箭,飛機,甚至太空梭等特定的能源消耗大戶是非常有意義的。只要電池技術,比如石墨烯電池,有重大突破,能實現普通乘用車滿電情況續航800公里,電池模組總重量又能進一步控制在200kg以內,充電站和電網配套跟進,動力電池形式電動汽車才是未來方向
1.氫氣的臨界溫度太低,不可能液化存儲。2.氫氣的來源量不大,世界上沒有氫氣礦,所有氫氣都要用化學反應製得。3.你的問題是錯誤的,現在世界上已經一致認同氫氣燃料電池是下一代新能源車的能源,包括中國。從新能源車的補貼政策就可以看出,大幅削減了鋰電池車的補貼,2020年要取消補貼,而氫燃料電池的補貼沒有削減。
氫氣是清潔能源,已經有很多方法和技術保證氫的安全儲存,有金屬氫化物、有機加氫、新型金屬儲氫材料等等,一個因素是成本和規模效應還未顯現,另一個因素在於整個產業鏈形成,目前制約之處在於用戶端車載氫燃料電池技術國產不過關,總不能一直依賴日本的燃料電池技術吧。
自然界的氫絕大部分都是以化合物形式存在,比如水,天然氣,甲烷,石油,其他各種有機物。單質遊離態氫幾乎很少。天然氣,甲烷本身就可以當清潔能源使用,無需再去提取。利用電解水需消耗大量電能,會得不償失,不如直接使用電能。
因為我們人類的科技水平還達不到那個水準!做為武器來使用的話,我們人類倒是及格了,但是但為清潔能源來使用的話,氫聚變的可控技術對於我們人類而言,還有一段路途要走,也許大型的氫聚變發電廠在不久的將來會得以實現,但是現在的人類仍然未能完善技術。
還在探索中,目前的狀況不是很理想,高壓、安全性、還有運輸、保存成本等,但氫氣本身的生產成本極低,有基本上絕對清潔,作為能源還是很理想的,我的觀點是待條件成熟,氫能源會被大規模採用
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