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氢燃料汽车安全吗?(上)

发表: 2015年07月11日

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(Toyota图片)

 (大纪元记者玉山综合编译报导)1937年5月6日,兴登堡飞艇正在接近位于新泽西州莱克赫斯特市的停靠平台。这艘能将乘客升起至空中的巨大飞艇的艇体里充满了氢气。这种在宇宙中最简单,最丰富的元素,有一个质子与一个电子围绕它旋转。氢原子也是所有化学元素里最轻的。一定量的氢元素和氧元素混合燃烧,可以产生巨大的能量。不幸的是,兴登堡飞艇在接近停靠平台时发生了爆炸,从而使世界见证了氢的力量。

兴登堡试图降落在平台上的时间是五月的一个傍晚。由于飞艇的外部暴露在静电火花中,几秒钟的时间,烈焰便撕破了整个飞艇,火焰将巨大的飞艇变成了一个火球和一堆扭曲的金属。兴登堡灾难,使得氢气的使用在公众中投下了巨大的阴影。在接下来的几十年中,氢气几乎就是灾难的代名词,公众对氢气普遍持怀疑态度,甚至患上了「氢气恐惧症」。

今天,随着对全球石油供应可能减少,石油污染物的排放增加和对环境造成的破坏关注度的增加,能源研究人员正在重新考虑将氢作为燃料来源。氢确实是一种非常有前途的能源:氢产生很少,或者不产生温室气体(GHG)。它的主要副产品是水蒸汽和热量。每单位重量产生的能量,在所有燃料中氢的产生的能量最大。而且,地球上氢的储量丰富且巨大,氢气可以从许多原料中制备,从天然气到水本身。

但问题依然存在:以氢作为我们汽车的燃料安全吗?我们怎样在汽车上使用氢气作为能源?

氢燃料电池的挑战

事实上,氢本身不是一种能源,它是一种能源载体。就像电一样,我们不能燃烧电力(电也是一种能量载体),但是我们可以通过燃烧其他能源来生产电,如燃烧天然气或石油来,煤炭等。然后电力将作为载体将这种能量输送到其他地方,比如居民家中,工厂,办公室等。

通俗的说,这就意味着必须赋予能量载体一定的能量形式,它才可以传输能量。因此,要生产氢,我们必就须消耗能量。这比我们获得主要的传统的料,比如石油容易得多。获得石油需要勘探,钻井,抽取,提炼,并把它送到加油站。但是,使用氢作为燃料来源,基本上我们可以省略所有这些步骤生产我们自己的燃料,因此也避免了由于石油而带来的地缘政治冲突。

氢是通过一种被称为重整的过程产生的。当然,我们可以通过燃烧天然气或其它的基于碳的燃料作为能量转移方式来生成氢。其实,甲烷重整(通过燃烧天然气从碳氢化合物中分离氢)是目前生产氢燃料的最可行的方法。但是通过这种方法,仍然要产生温室气体(GHG)排放。虽然氢的能量转移的过程将是洁净的,但是生产氢的过程仍然要燃烧化石燃料排放温室气体。

就像有比较洁净的方式来生产电力一样(比如水电)氢也可以通过完全洁净的方式生产,比如通过风能和太阳能。甚至还有通过吃藻类微生物生产氢。研究人员正在评估这些方法是否可以作为不通过燃烧化石燃料生产氢的可靠方法。还有另外一些人,正在努力研究出使用这种生产出来的氢气来作为汽车动力的最佳途径。

汽车工程师们设计了氢燃料电池。这些燃料电池通过电化学电能转换来产生电力,从而驱动汽车。将纯化学元素氢的质子和电子分离的过程可以产生能量。氢气与氧混合燃烧后的排放物是水。由于单个的燃料电池不能产生足够的电力来推动汽车,因此必须将多个燃料电池放在一起打造组成燃料电池堆。(待续)◇

责任编辑:钟义云

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