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氢燃料电池技术:最新研究成果

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:氢是一种理想的无污染燃料,当它燃烧时,只生成水,不会加剧全球变暖和破坏臭氧层。氢还可作为锅炉燃料和汽车的发动机燃烧剂。如何高效地和经济地存储氢到目前为止还是一个技术难点。燃料电池由氢气燃烧驱动,它与空气中的氧化合成水,生成电与热。燃料电池在建筑的可持续发展方面的最大潜力是用那些可再生的能源来制造氢,如风能或太阳能。图8-82燃料电池有较高的能量利用效率[42]

氢燃料电池技术:最新研究成果

氢是一种理想的无污染燃料,当它燃烧时,只生成水,不会加剧全球变暖和破坏臭氧层。虽然氢并不是一种能源,但它在节约能源、保护生态及环境方面有重要的作用。氢在地球上是很充足的,但所有的氢都存藏在各种各样的化合物中,如水(H2O)。为了制造游离的氢,必须消耗能量打断氢与其他元素的化学连接。虽然已有数种方法可以制造氢,但如果这些方法需要使用不可再生的能源,那么氢的制造本身就已经是不可持续的了。如果制造氢使用的是可再生的能源,如生物体、太阳能风能等,那我们就真正拥有了一种完全清洁的、可持续性的能源。太阳能、风能都是间断性的可再生能源,它们的最大弱点是不便储存,而氢在这方面则是很好的补充。当有多余的电力时,我们可以利用它来电解水,从水中制造氢,以后氢可以在燃料室中无污染地制造电力。氢还可作为锅炉燃料和汽车发动机燃烧剂。如何高效地和经济地存储氢到目前为止还是一个技术难点。为了存储液态的氢,它必须被冷却到-253℃,而高压的储罐重量大且价格不菲。虽然有人提出把氢以氢化物的形式保存,但这种技术还处于研究之中。尽管存储氢存在一定的难度,但氢在成为可再生的燃料方面仍有巨大的潜力。

燃料电池由氢气燃烧驱动,它与空气中的氧化合成水,生成电与热。如果用燃料电池发电的话,则综合热力、电力的效率会更高,利用效率可达90%(见图8-82)。燃料电池安全、清洁、无噪声、低维护,而且很紧凑,因而它没有传输的损耗,所以废热都可以被利用。它不释放任何导致污染和全球变暖的副产品,也不需要任何的输送管道。一座“绿色”大厦的实例是纽约时代广场的4号大楼,它使用位于4层楼的两个燃料电池,发出的电满足了整栋大楼相当大一部分的需求。虽然在生产氢的过程中需要用到天然气,从而也会生成一些二氧化碳,但当用氢来发电时,由于它的高效性,比传统发电方式释放的二氧化碳要少得多。燃料电池在建筑可持续发展方面的最大潜力是用那些可再生的能源来制造氢,如风能或太阳能。(www.xing528.com)

图8-82 燃料电池有较高的能量利用效率[42]

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