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氢能源有哪些用途

生动的小丸子
爱听歌的大碗
2022-12-30 02:05:18

氢能源有哪些用途?

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轻松的海燕
2026-04-13 13:28:44

氢能源是一种二次能源,它是通过一定的技术利用其它能源而制取的,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。但是由于目前所用的煤、石油、天然气等能源属于不可再生能源,地球的存量是有限的,而人类又时刻离不开能源,随着世界经济的发展,石化燃料的耗量也随之日益增加,促使其储量也日益减少,终有一天这些资源就会枯竭,因此开发更多的新能源已迫在眉睫,人们迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新型含能体能源。

如何利用太阳能生成“氢”,是世界各国都想知道的答案。科学家们指出,发展氢能源,将为建立一个美好、环保的新世界迈出重要一步。

在大自然中,氢的分布非常广泛。其中水中含有11%的氢,可谓是氢的大“仓库”。氢的主体是以化合物水的形式存在的,而地球表面约有70%的水,储水量很大,因此可以说,氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法把氢从水中制取出来,那么氢也将是一种价格相当低廉的能源,会被人们广泛利用。

经试验表明,在燃烧同等重量的煤、汽油和氢气的情况下,从产生的能量上看氢气产生的能量最多,而且它燃烧之后的产物只有水,不会产生灰渣和废气,不会污染环境;而煤和石油燃烧会生成二氧化碳和二氧化硫,它们会分别产生温室效应和酸雨。地球上煤和石油的储量是有限的,而氢主要存在于水中,燃烧后剩下的唯一产物也是水,还可以源源不断地产生氢气,永远都不会用完,因此,在众多的新能源中,氢能是21世纪最理想的能源。

氢是一种无色无味的气体,每一克氢燃烧后能释放出142千焦尔的热量,是一克汽油发热量的3倍。氢的重量非常轻,它比天然气、汽油、煤油的重量都轻,因而其携带和运送都很方便,也是用于航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里可以燃烧,其火焰的温度可高达2500℃,因而人们也常用氢气焊接或者切割钢铁等材料。

氢的用途很广泛,适用性也很强。它不仅可以用作燃料,而且金属氢化物还具有化学能、机械能和热能相互转换的功能。氢作为气体燃料,首先被应用在了汽车上。世界一些国家很早就制造出了以液态氢为燃料的汽车。用氢作为汽车燃料,不仅环保,在低温下可以很容易就能发动,而且对发动机的腐蚀也很小,可以延长发动机的使用寿命。由于氢气与空气可以均匀的混合,完全可以省去一般汽车上所用的汽化器装置,从而使现有的汽车构造更加简单、节约原材料。此外更令人惊讶的是,只要在汽油中加入4%的氢气,用它作为汽车发动机的燃料,就可以节油40%,降低了汽车的耗油量,而且还不需要对汽油发动机作很大的改进。

另外,使用氢燃料的电池还可以把氢能直接转化成电能,从而使人们能更方便的使用氢能。迄今为止,这种燃料电池已经被使用在了宇宙飞船和潜水艇上,其效果很不错。但是,由于其成本较高,短时间内还难以被普遍使用。

氢气在一定的温度和压力下很容易转变成液体,因而用铁罐车、轮船运输或者公路拖车运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、火车、飞机等交通工具的燃料,也可用作火箭、导弹等航空工具的燃料。

现在世界上使用的氢绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取的,这就对本来就很紧缺的矿物燃料造成的进一步的威胁,影响了人们生产的长远利益;而少量的氢是通过电解水的方法制取的,但因此消耗了很多的电能,从经济利益上看很不划算,那么人们通过什么办法才能制取大量的、廉价的氢能呢?

随着人们对太阳能的研究和利用的不断发展,人们已开始准备利用阳光来分解水来制取氢气。根据科学家的研究,除了从水中制取氢以外,还可以利用微生物产生氢气。

时至今日,氢能源的制取和利用已经成为了新能源的发展趋势,氢能源不仅能人们带来取之不尽用之不竭的能量,还可以使人们的环境更环保,因此,我们要不断努力,探求更多更好的方法来摄取和利用氢能源。

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大方的面包
昏睡的宝贝
2026-04-13 13:28:44

清北讲师,带你跨过初中三道坎

初中化学会考知识点总结之氢气的性质和用途

氢气的性质和用途

1.氢气的性质(1)物理性质:密度最小的气体,难溶于水

(2)化学性质 : ①可燃性:氢气在空气中燃烧 2H2 + O2点燃2H2 O

现象:纯净的氢气在空气里安静地燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量

不纯的氢气点燃会爆炸,所以点燃氢气前一定要先检验氢气的纯度。

②还原性:氢气还原氧化铜 H2 +CuO加热Cu+H2 O

现象:黑色氧化铜逐渐光亮的红色的铜,管壁有水珠产生

氢气还原氧化铜实验注意事项:“酒精灯迟到早退”,即开始时要先通入氢气后加热(目的是排净管内空气,防止氢气与管内空气混合受热发生爆炸)实验结束时要先停止加热,继续通入氢气至试管冷却(防止生成的铜受热被氧化成CuO)

(3)氢气的用途:充气球,冶炼金属,高能燃料,化工原料

2.生成氢气的反应(实验室制取H2最常用的试剂是:锌粒和稀硫酸,也可用②③⑤⑥⑦)

① 锌粒和稀硫酸反应 Zn + H2 SO4=ZnSO4+H2↑ ②铁和稀硫酸反应

Fe+H2 SO4=FeSO4 + H2 ↑

③镁和稀硫酸反应 Mg+H2 SO4=MgSO4+H2↑ ④铝和稀硫酸反应

2Al+3H2 SO4=Al2(SO4)3+3H2↑

⑤锌粒和盐酸反应 Zn +2HCl=ZnCl2 + H2 ↑⑥铁和盐酸反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

⑦镁和盐酸反应 Mg + 2HCl=MgCl2+H2↑⑧铝和盐酸反应 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

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2026-04-13 13:28:44

氢气相比其他的化石燃料,是可再生的,这是它非常大的优势。可以通过电解水产生氢气,然后拿氢气用于燃料电池中发电,产生的电能就很方便被利用起来。这是一个非常清洁的能源,理论上能量效率也能做到很高,比燃烧做功或者放热效率高多了。氢气燃烧生成的是水,电解水又可以产生氢气相当于是一个循环。

根据世界卫生组织报告,2012年全世界大概650万人的死亡与空气污染(室内和室外)有关,占所有死亡人数的11%以上,空气污染成为人类健康最大的威胁之一。燃烧化石燃料,会产生大量的挥发性有机物,也就是VOCs。它是PM2.5形成的主要前提物。他还可能会促使地表臭氧产生,造成光化学烟雾。并且化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳会增强温室效应,导致全球变暖。不完全燃烧会产生一氧化碳浓度较大的一氧化碳会导致人死亡。

不过氢气燃料并没有大量推广其中储存问题是最主要的问题,储存难度大,需要高压,密封要求高,不能泄漏,万一泄漏很容易爆炸。并且相对于石油,氢气的制取成本要高很多,而且也只能用石油等制取,既然石油能直接使用,当然不会找麻烦来制取,至于电解水,耗费的电能估计比氢气燃烧能利用的能量还多呢。氢气作燃料还有好多路要走。但是现在我们生活的环境已经越来越恶劣,环境保护已经刻不容缓。在我们日常生活中我们应该怎么保护环境呢,物品的循环利用,有利用意识,塑料袋、环保袋、纸质物品可重复使用,减少资源损耗;节约用水用电,随手关灯、不长流水等;使用环保物品,如环保口袋、 环保餐具、环保洗涤剂等日常用品的选择。

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2026-04-13 13:28:44
当化石燃料危机以及由此带来的环境危机越来越成为关系国计民生和人类未来的重要问题的时候,一个全新的“氢能经济”的蓝图正在逐步形成。

氢能是一种完全清洁的新能源和可再生能源。它是利用化石燃料、核能和可再生能源等来生产氢气,氢气可直接用作燃料,也可通过燃料电池通过电化学反应直接转换成电能,用于发电及交通运输等,还可用作各种能源的中间载体。氢作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中时,具有高效率、高效益的特点,而且氢反应的产物是水和热,是真正意义上的清洁能源和可持续能源,这对能源可持续性利用、环境保护、降低空气污染与大气温室效应方面将产生革命性的影响。氢可作为一种储备的能源,如果利用丰富的过剩电能实现电解水制氢,可以建独立的氢供应站,不必区域联网。因此,氢与可再生一次能源相结合可以满足未来能源的所有需求。目前,以美国为

代表的世界各国正以前所未有的速度和力度加强对氢能和燃料

(a) 不可持续能源系统 (b)可持续能源系统

图1 可持续和不可持续能源系统示意图

电池的研发,积极建构一个“氢能经济”的未来。需要指出的是,氢能不是“一次能源”。目前,氢的制备技术一般分两种:一种是以煤炭、石油、天然气等碳氢化合物为原料,采用蒸汽重整法制备。这种方式有利于解决现有城市环境污染问题,将污染源集中处理,但这种方式不能实现未来能源的可持续发展。另一种则是利用太阳能、水能等可再生能源,从水、生物质来大量制备。这种制备技术才能从真正意义上实现能源的可持续发展。

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2026-04-13 13:28:44

氢气是可再生能源,常温常压下,氢气是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。氢气是世界上已知的密度最小的气体,氢气的密度只有空气的1/14,即氢气在1标准大气压和0℃,氢气的密度为0.089g/L。

可再生能源

一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生,是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。

氢气

氢气(H2)最早于16世纪初被人工制备,当时使用的方法是将金属置于强酸中。1766–1781年,亨利·卡文迪许发现氢元素,氢气燃烧生成水(2H₂+O₂点燃=2H₂O),拉瓦锡根据这一性质将该元素命名为“hydrogenium”(“生成水的物质”之意,“hydro”是“水”,“gen”是“生成”,“ium”是元素通用后缀)。19世纪50年代英国医生合信(B.Hobson)编写《博物新编》(1855 年)时,把“hydrogen”翻译为“轻气”,意为最轻气体。

工业上一般从天然气或水煤气制氢气,而不采用高耗能的电解水的方法。制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。氢气分子可以进入许多金属的晶格中,造成“氢脆”现象,使得氢气的存储罐和管道需要使用特殊材料(如蒙耐尔合金),设计也更加复杂。