氢气的着火点为500°C。纯净的氢气与氧气的混合物燃烧时放出紫外线。因为氢气比空气轻,所以氢气的火焰倾向于快速上升,故其造成的危害小于碳氢化合物燃烧的危害。氢气与所有的氧化性元素单质反应。氢气在常温下可自发的和氯气(需要光照)反应,氢气和氟气在冷暗处混合就可,生成具有潜在危险性的酸氯化氢或氟化氢。在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,过一会儿。我们可以看到,纯净的氢气在空气里安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰(氢气在玻璃导管口燃烧时,火焰常略带黄色)。用烧杯罩在火焰的上方时,烧杯壁上有水珠生成,接触烧杯的手能感到发烫。氢气在空气里燃烧,实际上是氢气跟空气里的氧气发生了化合反应,生成了水并放出大量的热。这个反应的化学方程式是:2H2+O2=点燃=2H2O反过来,氢气可以用电解水的方式制备。氢是主要的工业原料,也是重要的工业气体和特种气体。湖北氢气电池
氢气用作汽车能源的主要问题,成本高。地球上氢气储量固然丰富。 但以目前的技术,制取氢的成本太高。用电解水的方法制取氢,是目前工业上主要的生产氢气的方法,如果用这种方法制取氢气,再把氢气用作汽车燃料,从能源效率上来讲是不合算的。储带不便。氢气在汽车上的储带十分不便。气态储带,能量密度低的缺点很突出,如果要求氢气汽车与汽油汽车保持同样的行驶里程,则储气罐的体积约为汽油油箱的20倍;这对解决必要的行驶里程相当困难;液态储带要求-253℃的温,需要采用隔热的油箱,且有蒸发损失,成本很高;金属氢化物储带(即气态氢在200~250个大气压下与某种金属化合,形成几毫米大小的固体金属氢化物,把这种金属氢化物带在汽车上,使用时将其加热分解,释放出氢气供内燃机燃烧,剩余金属可再次与氢气化合,循环使用)方式进展较大,似有更好的前景。动力性较差。氢气虽然热效率高,但其密度很小,在气缸中将挤占相当一部分容积,影响空气量,反过来也影响了氢气量。此外,氢的单位质量热值虽然高,但单位容积热值低。这都会影响氢气发动机的动力性。湖北制氢气绿色氢气是利用太阳能、风能或水电等可再生能源电解水产生的氢气。
氢气是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富,水就是氢的仓库。而氢气的燃烧产物又是水,一旦利用太阳能从水中制取廉价氢气的技术得以突破,氢气就将成为取之不尽用之不竭的能源。氢气燃烧时放出的热量比同质量的汽油高三倍,而且污染少。液态氢是一种高能燃料,可供发射火箭、宇宙飞船使用。因此氢气是一种很有发展前途的燃料。利用氢气可以从含氧化合物中夺取氧的性质,冶金工业可以冶炼金属。例如,在 工业和民用工业上都很重要的金属钨、钼等,就是利用氢气炼制出来的。用氢气冶炼金属钨的化学方程式如下:WO3+3H2W+3H2O。根据同样的道理,电子工业可以利用氢气来制取半导体材料——高纯硅。氢气也是重要的化工原料。例如,可以利用氢气来制造氨(NH3),并进一步制造化肥。也可以用氢气制造盐酸,把液态植物油制成人造黄油等。氢气还是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富,水就是氢的仓库。而氢气的燃烧产物又是水。
当前,氢及其衍生物量生产,但作为一种能源载体,它的用途可以忽略不计。然而,为了实现《巴黎协定》的目的,现有的氢工业生产必须脱碳,更关键的是,需要额外量的低碳氢及其衍生物作为能源载体,包括工业、航运和航空的供暖以及能源储存。制氢已是一个蓬勃发展的产业,然而现今蓬勃发展的却不是低碳制氢,现在生产的氢主要用于化肥或化学原料,由煤或天然气生产,没有碳捕获。相关的排放量很:2020年约9亿吨二氧化碳,或高于法国和德国的当年二氧化碳排总量。全球对作为工业原料的氢及其衍生物的需求量约每年9000万吨(2020年),在能源方面,这相当于约12EJ或约2%的世界能源需求,从这个角度来看,直到2040年代初,对氢作为能源载体的需求才会达到这个水平,然而非能源氢在能源转型中发挥作用,解决其排放问题将有助于扩和加速碳捕获和碳减排技术。在石化工业中,需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。
氢作为航空燃料的优点有很多,它不能满足未来航空燃料的许多要求,重要的是,氢燃料对环境不产生污染。用氢气做燃料在许多方面比烃类燃料更优越,国外20世纪60年代开始研制用氢气作为汽车燃料的问题,常规内燃机经少许修改就可用氢气做燃料。日本对以液氢为燃料的超导磁悬浮列车进行了可行性研究。美国波音公司和刘易斯研究中心对液氢飞机作过可行性研究。可以预见,不久的将来必然以氢取代烃做燃料。用氢气和氧气可进行焊接或金属、非金属的熔化。氢气在氧气中燃烧的温度可过3100K,氢通过电弧的火焰时分解成原子氢,原子氢可用于难熔的金属、高碳钢、耐腐蚀材料、有色金属等的熔融和焊接。用原子氢进行焊接的优点在于,氢原子束能防止焊接部位被氧化,使焊接的地方不产生氧化皮。氢作为能源,是未来发电、电动汽车用燃料电池的燃料。燃料电池是将氢燃料与氧化剂的化学能直接转化为电能,转化效率高,生成物为水,对环境无污染被誉为“零排放”,氢是人类未来的清洁能源。电解水制氢成本有望逐步接近工业副产氢甚至煤制氢,实现经济性。内蒙古氢气生产厂家
绿色氢气在整个生产过程中都是完全清洁的。湖北氢气电池
燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。无噪声燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB,相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装,或是在室外对噪声有限制的地方。高效率燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。湖北氢气电池
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