氢
氢是一种可以燃烧的空气,它重量轻,但能量大得吓人。氢作为能源, 有无法比拟的优越性。氢燃烧产生的热量大约是汽油或天然气燃烧产生的热量的 3 倍。氢燃烧后的产物是水,不污染环境,而且,还能循环使用。为此, 氢被人们誉为天字第一号的干净燃料。近几年来,液态氢已广泛地被用作人造卫星和宇宙飞船中的能源。科学家们预言,氢将是 21 世纪乃至更远将来的燃料。
1990 年 5 月,在德国汉诺威工业展览会上,展出了一辆氢气轿车。这种
轿车的油箱里容纳的氢气不太多,只能行驶 120 千米,长途行驶必须不断充
氢气。专家们估计,这种轿车到 21 世纪,就可以正式启用,打入国际市场。氢可爱活泼,惹人们喜次,但要制取氢,并不是容易的事情。
科学家已经证明,水是由氢和氧组成,那么,水就是制取氢的理想原料。地球表面水的总储量有 2100 亿亿吨,如果能从水中制取氢,氢将是一种价格便宜的能源。
如何用水制造氢呢?最简单的办法是电解水,利用电能分解水,取得氢。用这种方法制氢,可以得到纯度 99.9%的氢。但这种方法的缺点是耗电量很高,生产 1000 克的氢,需要用 60 度左右的电,所以并不合算,不能大量使用。
随着太阳能的开发利用,人们把眼光集中在成本低的太阳能上,利用太阳光直接加热分解水,制取氢。可是,水不太听话,胃口大得很,单“吃” 日光填不饱肚子,它不能被分解产生氢。科学家就先让水“吃”些催化剂, 以加快化学反应。从 1978 年以来,人们使用的催化剂已多到几百种。尽管如此,这种制氢方法还在试验阶段,需要进一步改进和完善。
太阳能电池,有一种特性:一接触到太阳光,就会产生电。因此,人们利用太阳能电池直接分解水,产生氢气,制氢率达 12%,这是一种很有前途的制氢方法。
1942 年,科学家观察一些藻类的生长,发现减少二氧化碳的供应,绿藻
在光合作用下停止放氧,转而生氢。现在已经找到 16 种绿藻有生氢的能力, 这样,产生了一种最有发展前途的制氢方法——生化制氢。科学家已制成了用叶绿体制氢的装置,用 1 克叶绿素在 1 小时内可产生 1 升的氢气。
贮藏氢,通常用钢筒。但是,氢的脾气暴躁,稍不小心,在氢中混入空气,溅入火花,它会像一颗炸弹那样发生爆炸,所以,钢筒贮氢既装不多, 又不太安全。运输氢气,现在常用管道运送,费用省、运得远。不用氢气时, 关闭出口,氢气停止前进,原地贮藏。
科学家发现有些金属,如钛、镁等,能像海绵吸水一样将氢储存起来, 这种金属被称为储氢金属。用储氢金属储氢,不仅安全,而且还能根据需要随时将氢释放出来,大大方便了氢的储存和运送。