1、氢能的开发利用,The development and utilization of hydrogen,氢能概述 氢能的开发利用 依靠氢能 氢能航空航天 氢动力汽车 氢动力自行车 氢燃料电池 存在的问题 21世纪最有前途的能源,一、氢能概述,二次能源： 过程性能源：水能，风能，电能。 含能体能源：柴油，汽油，氢能。,由于目前“过程性能源”尚不能大量地直接贮存，因此汽车、轮船、飞机等机动性强的现代交通运输工具就只能采用像柴油、汽油这一类“含能体能源”。 随着常规能源危机的出现，在开发新的一次能源的同时，人们将目光也投向寻求新的“含能体能源”，氢能正是一种人们期待的新的二次能源。,二、氢能的开发利
2、用,氢能利用方面很多，有的已经实现，有的人们正在努力追求。为了达到清洁新能源的目标，氢的利用将充满人类生活的方方面面。,1、依靠氢能,1869年俄国著名学者门捷列夫整理出化学元素周期表，他把氢元素放在周期表的首位，此后从氢出发，寻找与氢元素之间的关系，为众多的元素打下了基础，人们对氢的研究和利用也就更科学化了。,2、氢能航空航天,1928年，德国齐柏林公司利用氢的巨大浮力，制造了世界上第一艘“LZ127齐柏林”号飞艇，首次把人们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡大西洋的航程。 长达236.6米，最大直径30.5米，高35米，整个飞艇的高度与八九层的楼房建筑相当。内部的多个气囊总共能容纳104,
3、700立方米的氢气。,早在第二战时期，氢被用作A2火箭发动机的液体推进剂。,1957前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空和1963年美国的宇宙飞船上天，紧接着1968年阿波罗号飞船实现了人类首次登上月球的创举。这一切都依靠着氢燃料的功劳。,3、氢动力汽车,氢动力汽车有两种形式：通过内燃机燃烧氢产生动能，此时的燃料可以是纯氢，也可以是氢与天然气的混合物。,以氢为原料的燃料电池作为汽车的动力，即现在我们所说的氢燃料电池汽车。,试验证明，以氢作燃料的汽车在经济性、适应性和安全性三方面均有良好的前景，但目前仍存在贮氢密度小和成本高两大障碍。,目前制造一辆燃料电池车的花费大约是普通汽车成本的100
4、倍左右，只有那些为批量上市而生产的车型才能产生经济效益，但其成本仍然是普通汽车成本的10倍。,福特汽车领先投产氢燃料内燃机,4、氢动力自行车,这辆车就是由一辆1400元的电动自行车改装而来的。因此每辆自行车的价格高达2万多元。其中包括两个9000元的储氢罐和5000多元的氢燃料电池。设计行驶速度25公里/小时，一次充氢后能携带600升氢气，可行驶65100公里。07年上海中国国际气体技术、设备与应用展览会,5、氢燃料电池,燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。 这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制，其能量转换率高达6
5、0%80%，实际使用效率则是普通内燃机的23倍。,氢燃料电池的应用,采用氢燃料电池的实验车,三、存在的问题,首先，由于氢特别轻，与其他燃料相比在运输和使用过程中单位能量所占的体积特别大，即使液态氢也是如此。高压氢气储罐,其次，氢特别容易泄漏，以氢作燃料的汽车行驶试验证明，即使是真空密封的氢燃料箱，每24h的泄漏率就达2%，而汽油一般一个月才泄漏1%。因此对贮氢容器和输氢管道、接头、阀门等都要采取特殊的密封措施。 第三，液氢的温度极低，只要有一滴掉在皮肤上就会发生严重的冻伤，因此在运输和使用过程中应特别注意采取各种安全措施。,四、21世纪最有前途的能源,受控核聚变能,氢能,虽然说目前我们对氢气的开发利用还不够成熟，但是不远的将来，氢能汽车将驰骋于高速公路上，氢能飞机将翱翔于蓝天，氢能飞船将穿梭于星际，人类将迎来一个洁净、高效的明天!,
