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氢是最有发展前景的清洁能源

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2023-05-30 08:27:12【
氢是最有发展前景的清洁能源

氢气4


氢气是世界上已知密度最低的气体,在0℃和标准大气压下,其密度为0.0899 g/L。最早收集氢气并仔细
研究其性质的人是H.卡文迪什(1731-1810)。1766年,卡文迪什向英国皇家学会提交了一份题为“人造
空气实验”的究报告,其中描述了他如何使用铁、锌和其他酸与稀硫酸、盐酸和其他酸反应产生“可燃空气”
(即氢气)。他还发现,氢气与空气混合会引发爆炸。人们还发现氢和氧结合形成水。A.L.拉瓦锡
(1743-1794)基于这一性质将其称为“氢”(意思是“产生水的物质”)。19世纪50年代,英国医生B.Hobson
(1816-1873)在撰写《自然史新编》时,将氢翻译为“轻质气体”,意思是最轻的气体。
但由于氢气的易燃性,其安全性并不高。安全风险是什么?实验测量表明,当空气中氢气的量浓度在4.0%-
75.6%之间时,它可以在明火、阳光或火花的存在下爆炸。近年来,网络上经常出现关于氢气球爆炸造成损
失的新闻。安全的“氢气球”通常使用氦气作为填充气体。
但是,不要害怕氢气,纯氢气在燃烧时非常“温和”。当纯氢气在尖头喷嘴的喷嘴处点燃时,可以观察到氢气
安静地燃烧,并形成浅蓝色火焰(当氢气在玻璃喷嘴处燃烧时,火焰通常呈微黄色)。当杯子放在火焰上时,
杯子壁上会出现小水滴。氢气和氧气之间的反应产生水并释放大量热量。在点燃氢气之前,我们需要检查其
纯度:用排水法收集一根氢气样品管,用拇指堵住,靠近火焰,移开拇指点燃。如果听到尖锐的爆炸声,则
表明氢气不干净;如果只有“砰”的一声表示氢气的纯度。
氢气燃烧的唯一产物是不会造成环境污染的水。燃烧后每公斤氢气释放的热量约为汽油的三倍、酒精的3.9倍
和焦炭的4.5倍。因此,氢气是最理想的清洁能源。然而,由于氢气容易气化、点火和爆炸,如何妥善解决氢
能的储存和运输问题已成为发展氢能的关键。氢能被认为是21世纪最有前途的清洁能源。世纪之交,世界各
国都十分重视氢作为一种新型能源的研究。
此外,氢气还是主要的工业气体和特种气体,在石化、电子、冶金、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、
航空等领域有着广泛的应用。