高一化学 专题2 第四单元 氢能素材 苏教版

氢能——21 世纪最理想的能源氢能是最理想的能源，它有别于太阳能、核能、地热能、海洋能、生物质能等新型能源, 可直接燃烧，是一种含能体能源。而且它燃烧热量高，无污染，来源广，是煤、石油、天然气等传统能源所无法比拟的。从根本上解决世界能源问题与环境问题，氢能是最理想的。氢的性质及特点1 来源广。自然界存在的氕，其丰度约为氢总量的 99.98%。地球上的水储量为 2×1018t，是氢取之不尽，用之不竭的重要源泉。2 热值高。氢的热值高于所有化石燃料和生物质燃料，为汽油热值的 3 倍。3 清洁。氢本身无色无味无毒，燃烧生成水，对大气无污染，并可循环使用。4 燃烧稳定性好。容易做到比较完善的燃烧，燃烧效率很高，这是化石燃和生物质燃料很难与之相比的。 氢能的应用及前景1 氢氧火箭发动机氢作为所有化学推进剂中能量最高的燃料，燃烧获得的比冲与烃类燃烧和液氧燃烧的比冲相比要高 45%左右。并且，液氢具有良好的冷却性能，用它作为火箭发动机推力室再生冷却剂优点非常突出。所以，氢在改善航天运载器性能上具有绝对优势。无论在一次性使用型的运载火箭或可重复使用的单级入轨运载器上都占有极为重要的地位。2 航空、船舶燃气轮机 对于船用燃气轮机，在空间布置上比航空燃气轮机少了很多限制。研究表明，以氢为燃料，燃气和蒸汽混合工作双工质燃气轮机循环装置是一种易实现的设计方案。3 氢气－空气发动机当常规内燃机面临能源和污染两大难题时，特别是燃烧最完善的产物 CO2 被联合国环境开发会议宣布为使地球产生“温室效应”的气体以来，内燃机面临着极大的挑战。在众多的挽救措施中，特别想到了氢。各国研究单位正努力开发各种氢发动机。氢的制取与生产随着以氢为燃料的动力装置研制成功，氢能应用范围的扩大，人们对氢能的需求将大大增长。目前，已研究开发各种制氢方法。1 矿物燃料制氢以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气最主要的方法。制得的氢气主要作为化工原料，如生产合成氨、合成甲醇等。该方法在我国已具有成熟的工艺并建有工业生产装置。但是，从可持续发展战略来看，用矿物燃料换取氢燃料，不是长远之计。2 微生物制氢利用微生物在常温常压下进行酸催化反应可制取氢气。目前，已有利用碳水化合物发酵取氢的专利，并利用所产生的氢气作为发电的能源。20 世纪 90 年代初中科院微生物所曾进行“产氢紫色非硫光合细菌的分离与筛选研究”及“固定化光合细菌处理废水过程产氢研究”等，取...