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什么是氫能？
宇宙由多種成分的混合物組成。每個組成部分在世界構(gòu)成中都起著至關(guān)重要的作用。宇宙中最豐富的成分包括氫、 氮和氧。氫是最普遍的組成部分，占宇宙的７５％，它在生命的可持續(xù)性中發(fā)揮著更大的作用。除了幫助其他不同的生物生存之外，還可以利用氫來產(chǎn)生能量。
氫幾乎存在于所有植物中，也自然存在于水中。盡管太陽中氫氣的百分比更高，但該氣體太輕，以至于在由陽光傳播時，它實際上已從地球表面消失。因此，為了有效地獲得氫氣，必須從水、天然氣或生物質(zhì)中加以利用 。
氫是所有地球元素中最基本的元素。
氫原子由一個質(zhì)子和一個電子組合而成。因此，它非常豐富，但實際上并不是作為一種單獨的物質(zhì)形式存在的。
相反，它通常與其他元素結(jié)合在一起。要從其伴隨物質(zhì)中分離出氫氣，需要付出很多努力，但它會產(chǎn)生強大而近乎清潔的能源。作為氣體，它可以用在燃料電池中為發(fā)動機提供動力。
氫氣是通過一種稱為電解的技術(shù)從水中提取的，該技術(shù)涉及在水中流過大電流以分離氫和氧原子。電解過程非常昂貴，因為它涉及高能量消耗。
電解過程中用于發(fā)電的能量來自化石燃料，例如石油、天然氣或煤炭。還可以利用太陽能，風能和水力發(fā)電等可再生能源來確保沒有溫室氣體排放。
通過這種方法獲得一定量的氫氣仍在研究中，以建立一種可行的以相對較低的成本在國內(nèi)生產(chǎn)氫氣的方法。
氫氣提取的另一種方法是蒸汽－甲烷重整或蒸汽提取，這需要將甲烷中的氫原子與碳原子分離。這是用于大量獲取氫氣的當前技術(shù)。蒸汽－甲烷重整的不利之處在于，它會向大氣排放大量溫室氣體， 例如二氧化碳和一氧化碳，這是造成全球變暖的根源。
為了從氫氣中獲得電能，它被輸送到燃料電池，并在其中與氧氣結(jié)合，結(jié)果是發(fā)生化學反應，產(chǎn)生電能和熱量。氫氣也可以燃燒以驅(qū)動車輛發(fā)動機。該化學反應的副產(chǎn)品是水和碳，用于生產(chǎn)甲烷和煤。
氫氣的各種用途
氫是氯堿工業(yè)的副產(chǎn)品。早先，它部分地用于非能源應用，而平衡部分則是向外張開或排空到大氣中。目前，副產(chǎn)物氫被用于生產(chǎn)化學品和俘獲（主要是能源）應用。
氫氣用于非能源用途，例如在化肥工業(yè)和煉油廠中。還開發(fā)并展示了用氫氣為燃料的小型發(fā)電機組，燃料電池客車，三輪車，兩輪車（摩托車）以及催化燃燒系統(tǒng)。
氫能的優(yōu)勢
１．它是可再生能源，供應充足
氫由于多種原因是一種豐富的能源，主要是因為它的供應豐富。利用它可能需要大量資源，但沒有其他能源像氫一樣無限。從根本上講，這意味著它不可能像其他能源一樣耗盡。
２．大量本地產(chǎn)生氫氣的來源
氫氣可以在現(xiàn)場使用或集中生產(chǎn)，然后再分配。氫氣可以由甲烷，汽油，生物質(zhì)，煤或水產(chǎn)生。諸如污染量，技術(shù)挑戰(zhàn)和能源需求之類的因素取決于所使用的來源。
３．實際上是一種清潔能源
當氫氣燃燒產(chǎn)生燃料時，副產(chǎn)物是完全安全的，這意味著它們沒有已知的副作用。航空公司實際上使用氫作為飲用水源。氫氣被利用后，通常會轉(zhuǎn)化為船上或太空站的宇航員的飲用水。
４．氫能無毒
它是一種無毒物質(zhì)，很少用于燃料。這意味著它對環(huán)境友好，不會對人體健康造成任何傷害或破壞。
與其他燃料來源（如核能， 天然氣）相比，這方面是首選 ，它們極度危險或難以安全利用。它還允許在不允許使用其他形式燃料的地方使用氫氣。
５．氫氣的使用大大減少了污染
當氫與燃料電池中的氧氣結(jié)合時，會產(chǎn)生電能，該電能可用于為車輛提供動力或驅(qū)動電動機作為熱源，并用于許多其他用途。當它與氧氣結(jié)合時，唯一的副產(chǎn)物是水和熱量，這是使用氫氣作為能量載體的優(yōu)勢。
在生產(chǎn)過程中使用可再生能源（例如水或太陽能）時，使用氫燃料電池不會釋放二氧化碳和其他溫室氣體或其他微粒。
６．比其他能源效率更高
氫氣是一種有效的能源類型，因為與柴油或汽油相比，它每磅燃料都能傳遞大量能量。從根本上講，這意味著與使用等量汽油的汽車相比，利用氫能的汽車將行駛更多的里程。
例如，與通常以３３％至３５％的效率發(fā)電的常規(guī)基于燃燒的發(fā)電廠相比，氫燃料電池能夠以高達６５％的效率發(fā)電，容量約為后者的三倍。
７．用于為太空飛船提供動力
氫能的效率和功率使其成為宇宙飛船的理想燃料來源。它的功率是如此之高，以至于它能夠迅速將飛船發(fā)射到探索任務中。
這也是執(zhí)行這種能源密集型任務的最安全的能源形式。實際上，氫能的強度是汽油和其他基于化石的燃料的３倍。理想情況下，這意味著您需要更少的氫氣來完成一項繁重的任務。
它還為飛機，輪船，汽車以及便攜式和固定式燃料電池應用提供動力。在汽車中使用氫氣的不利之處在于，實際上很難將其存儲在低溫或高壓儲罐中。
８．可持續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)
電解是將水分離為氫和氧的方法。在這種情況下，可再生能源可用于為電解池提供動力，以從水中產(chǎn)生氫氣，從而提供獨立于石油產(chǎn)品的可持續(xù)系統(tǒng)，并且無污染，不產(chǎn)生排放。用于為電解池供電的一些可再生資源是風能，水能，太陽能和潮汐能。
在電解器中產(chǎn)生氫氣后，可將其用于燃料電池中以發(fā)電。燃料電池過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物是水和熱量。如果燃料電池在高溫下運行，則可以將系統(tǒng)設置為熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機，并將廢熱用于加熱。
氫能的缺點
盡管氫能具有許多令人欽佩的好處，但對于大多數(shù)政府和公司而言，氫能并不是真正可取的，清潔且廉價的能源。在氣態(tài)下，它非常易揮發(fā)。
盡管它的揮發(fā)性使它在完成眾多任務方面比其他能源更具優(yōu)勢，但同樣會使其使用和解決方法存在風險。氫能的一些缺點包括：
１．氫能源價格昂貴
電解和蒸汽重整是氫提取的兩個主要過程，非常昂貴。這是其在全球范圍內(nèi)未得到廣泛使用的真正原因。如今，氫能主要用于為大多數(shù) 混合動力汽車提供動力。
需要大量的研究和創(chuàng)新才能發(fā)現(xiàn)廉價和可持續(xù)的方式來利用這種形式的能源。在此之前，氫能將僅保留給富人。
２．儲存并發(fā)癥
氫性質(zhì)之一是它具有較低的密度。實際上，它的密度比汽油小得多。這意味著必須將其壓縮為液態(tài)，并在較低的溫度下以相同的方式存儲，以確保其作為能源的有效性和效率 。
該原因也解釋了為什么必須始終在高壓下存儲和運輸氫氣，這就是為什么運輸和普遍使用遠非可行的原因。
３．它不是最安全的能源
氫的功率絕對不應被低估。盡管汽油比氫危險一些，但氫是高度易燃和易揮發(fā)的物質(zhì)，經(jīng)常引起人們對其潛在危險的關(guān)注。與氣體相比，氫氣缺乏氣味，這使得幾乎不可能進行泄漏檢測。要檢測泄漏，必須安裝傳感器。
４．棘手的四處走動
由于氫的輕巧，運輸氫是一項艱巨的任務。石油可以安全運輸，因為它大部分是通過管道推動的。
煤炭可以方便地用自卸車運輸。當考慮大量運輸氫時，氫也帶來了挑戰(zhàn)，這就是為什么氫主要只以小批量運輸?shù)脑颉?/span>
５．取決于化石燃料
氫能是可再生的，對環(huán)境的影響最小，但是將其與氧氣分離需要其他不可再生的資源，例如煤，石油和天然氣。生產(chǎn)氫燃料仍需要化石燃料。
