可再生能源

可再生能源------氢能源

从19世纪以来，世界能源消耗的增长率快速发展。进入20世纪以来，地球上的人口增长了4倍，可是能源的消耗量却增加了16倍。特别是二次世界大战后，石油与天然气的开采与消费大幅度增加，其中20世纪70年代以来经历了两的消费量却丝毫不减。能源消耗量的增加和能源供应的危机感日益加重，能源问题已经成为全世界的问题。更具现有的估算和推测，石油和天然气将在21世纪内被开采完毕，煤炭可延续使用220年。化石能源不久将耗尽已经是不可争辩的事实。所以，找寻一种可以代替化石能源的可再生能源已经成为趋势，而氢作为可再生能源的一种，就具有很大的发展潜力。

氢作为可再生能源，具有以下特点和优越性：

1.氢的热值高。1mol氢气在标况下完全燃烧可放出285.5kg的热量，而在相同质量的条件下，甲烷只能放出111.2kg的热量。对于当今世界的能源结构，甲烷占有主导地位，可是从数据上来看，氢气油价万所不能比的优越之处。

2.氢气来源广泛。氢是自然界最普遍的元素。虽然氢气的单质分子在自然界中很少，但是海洋中蕴含着大量的化合态的氢。每一个水分子中有2个氢原子，海洋的总体积是1.37×109km³。如果把其中的氢提取出来，1.4×1017吨，所产生的热量将会是地球上所有矿物燃料燃烧产生的热量的9000倍。因此，氢具有广泛来源的优越性。

3.氢是可再生的最清洁的能源。氢在化学燃烧中的产物是睡和少量的氮氧化物，在电化学燃烧中产物只有水，绝不产生化石燃料燃烧时产生的环境污染物。燃烧生成得水还可以用来制氢，循环反复无穷无尽。既不消耗任何资源也不破坏地球上固有的物质循环。由此可见，氢还是十分有价值的。

根据上述的内容，氢的开发还是很有潜力的。然而氢作为能源，在制备与储存上仍有些不足。

当今氢能源的制备方法主要有两大类：一是从化石燃料中制氢，其中包括天然气或石油裂解制氢（烃发生裂解裂化反应产生氢）、无二氧化碳排放制氢（全过程无二氧化碳生

产）、煤气化制氢（煤与气化剂在一定条件下生产煤气）、甲醇制氢（催化分解甲醇）及变压吸附法从工业副产品制氢（高压下特殊固体材料吸附气体，低压时脱附气体）。还有一类是再生氢制备，其中包括电解法（电解浓度为30%的氢氧化钾溶液）、光催化分解水制氢（半导体材料受高能光辐射产生电子跃迁既空穴，水分子在空穴中发生电离反应）、热化学循环分解水制氢（江水加热至一定高温度下使水发生分解）及生物制氢（利用某些微生物厌氧光合制氢和厌氧发酵制氢）。

然而，这两大类方法都存在着不足之处，而且受到科技和各方面因素的，发展为大规模的工业化生产任然有很多问题值得去解决。

再谈谈氢的储备。因为氢分子的直径很小，常温下又是气态，所以不宜储备，这也是发展氢能源的的一个阻碍。

目前全世界储备氢的方法有三大中：物理法，化学法，碳材料吸附法。

物理法有高压压缩储氢法（将氢气多级加压后存在高压容器内）、深冷液化法（高压气体隔热膨胀压缩）及密封性好的天然地下岩洞 地窖 空矿井来作为储气容器的方法。

化学法储氢有金属氧化物法（氢与金属接触，氢气先吸附到金属表面，被吸附后部分氢气受金属作用解离为氢原子，进入金属晶格中）、有机化合物储氢法（加氢脱氢反应达到储氢的目的）。

碳材料吸附法有碳纳米材料储氢法（碳纳米管作为储氢容器）大面积比活性炭储氢法（利用活性炭多空、表面积大、吸附能力强的优点吸附氢气 ）。

最后我们来看看未来储氢的可能方法：一种是金属---氮---氢 体系 。利用Li3N在170摄氏度到210摄氏度能吸收氢气，在常温下能放出气体的特性作为氢气储存的可选方法。还有一种是利用金属有机材料Zn4O微机金属有机材料作为储氢的容器。这两种方法都值得专家和学者去研究。

氢气成为人类生活新能源不是历史的偶然，而是发展的必然，无法解决的问题只是技术问题，相信随着科学技术的发展，所有问题都会迎刃而解，最终，氢将成为人类生活所需能源的主流！