氫氧燃料電池中生成的水環(huán)保嗎,氫氧燃料電池中生成的水環(huán)保嗎
大家好,今天小編關(guān)注到一個比較有意思的話題,就是關(guān)于氫氧燃料電池中生成的水環(huán)保嗎的問題,于是小編就整理了1個相關(guān)介紹氫氧燃料電池中生成的水環(huán)保嗎的解答,讓我們一起看看吧。
為什么水不能變成氫氣和氧氣做燃料?
氫氣燃燒,就是氫氣和氧氣反應(yīng),釋放能量是144 MJ/kg,再除以860=16.7度電。而電解水生成氫氣,獲得1kg氫需要的電能大于16.7度,得不償失。所以水不可以作為燃料
這個問題是有問題的!
水可以分解成氫氣和氧氣,氫氣和氧氣燃燒又可以生成誰,所以從化學的角度來看,這兩邊是可逆的。
目前,除了光解水制氫技術(shù)始自1972年,由日本東京大學Fujishima A和Honda K兩位教授首次報告發(fā)現(xiàn)TiO2單晶電極光催化分解水從而產(chǎn)生氫氣這一現(xiàn)象。目前為止,并沒有找到非常好的催化劑,能使水快速分解成氫氣和氧氣。
如果有一天找到了,那人類的能源問題也就解決了!所以這又是一項關(guān)乎人類未來的研究?。?/p>
我來解答。水的內(nèi)能小于氫的內(nèi)能,所以水變成氫氣和氧氣需要耗能,這個道理我就不多說了,樓上幾位答主答的都不錯,加在一起就是一部科普讀物。我從效率角度補充一下:
為什么只有氫電池,而沒有氫氣發(fā)動機?根據(jù)能量守恒定律,制氫消耗的能量與氫氣燃燒釋放的能量應(yīng)該平衡,理論上是這樣,問題是燃燒的方式是所有能量轉(zhuǎn)換中利用效率是最低的,目前豐田最吹牛逼的發(fā)動機理論熱效率才42%,這還是實驗室下的理想運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù),您知道馬路上燒油的汽車平均熱效率是多少嗎?27%左右。所以說氫氣用來燃燒就是賠本賺吆喝,真不如燒汽油合算。至少汽油不是合成的。但是利用氫電池就不一樣了,在氫電池中,氫氣是不燃燒的,它只是一個電子的載體,汽車利用這一個電子來驅(qū)動電動機,而電動機的效率就高極了,加上機械效率的損耗,也不會低于90%,同樣有氫氣發(fā)動機和氫電池汽車,您會選擇哪一個?所以不是不可以有氫氣發(fā)動機,而是不可行。
首先,肯定的是水是可以電解后生產(chǎn)氫氣和氧氣作為燃料的。那么我理解你的問題所在是想說為什么國家沒有推廣或者在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用極低。
目前,日本的氫動力汽車其實根本上就是電解水產(chǎn)生氫氣作為燃料的。但是這里面存在一個問題:那就是電解水是需要用電的。電能首先需要其他能源轉(zhuǎn)換,然后再電解水生成氫氣氧氣,中間涉及到的能耗功耗,使的得不償失。日本由于資源有限,加上種種原因,所以電能來源以核電為主,可嘗試氫燃料。而我國特別是以火電為主的北方地區(qū)就不切實際了。
水當然可以變成氫氣和氧氣做燃料,而且氫作為人類第一公認的最清潔燃料,燃燒的產(chǎn)物只有水,又可以用水來提純,不斷利用,地球什么最多,水唄,但是有些東西想簡單了。
通過水電解,也就是讓直流電通過水,確實可以使水轉(zhuǎn)換氧氣和氫氣。還有一種是通過太陽能,通過制造太陽能聚光爐,可達3000攝氏度以上的高溫,通過高溫使部分水分解為氫和氧。
但為何不用氫氣和氧氣做燃料,我只能說,目前人類掌握的通過水制造氫氣的方法,無一例外,都是需要吸收能量作為代價的,簡單來說以一種能量轉(zhuǎn)換另一種能量,這是何必呢?電解水?直接用電不行嗎?直接用太陽能不行嗎?所以在現(xiàn)有技術(shù)下根本就不靠譜,制造成本也高。
但有些地方由于需要用到氫,也是不得已而為之的,而且對氫的純度要求也比較高,電解水分離氫也確實可以得到高純度的氫。但產(chǎn)量不高。通常用作還原劑。像電子設(shè)備,保護氣,冶金工業(yè),制造多晶硅等半導體都需要用到高純度氫。這個時候才會考慮用電解水來提純。
而一般的工業(yè)用燃料氫或者火箭等用氫,用這種方法顯然是不可取的,目前最高效的就是通過水煤氣來得到。
水蒸氣通過高溫的燃燒煤就可以得到水煤氣,水分子里有一個氧原子和兩個氫原子,水一遇上火熱的煤,煤的主要成分是碳(C),氧會與碳產(chǎn)生反應(yīng),生成一氧化碳和氫氣。在通過去除一氧化碳就能得到氫氣。但這種方法得到的氫氣純度不理想,但是用作工業(yè)燃料可以了。這種方法可以大量生產(chǎn),而且成本也合理。
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