氢气用作汽车能源的主要优点,来源非常丰富。氢是宇宙中含量丰富的元素之一。氢可由水电解而成,水的资源极其丰富。也可以以天然气、煤、硫化氢为原料制取。污染很少。氢气燃料是不含碳的燃料,废气中的主要成分是氢燃烧后的生成物H2O、空气中的N2、燃烧后空气中剩余的O2以及在高温下生成的NOx。没有汽油车及柴油车所排出的令人困扰的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质,不会诱发光化学烟雾,也没有导致地球温室效应的CO2。热效率高。氢的火焰传播速度比汽油高许多,氢是气态燃料,混合气形成质量好、分配均匀,加之火焰传播速度高,允许采用较稀的混合气;氢的自燃温度比汽油高,抗爆性好,允许有较高的压缩比,使得燃烧热效率较高,燃料消耗率较低。燃烧氢气(或电化学发电)不会释放二氧化碳。氢气
氢气在常温常压下为无色、无嗅、无毒、易燃性气体,氢气在自然界中存在的同位素有:氕气、氘气、氚气。在空气中的极限是,引燃温度只有400℃,火焰颜色为蓝色。目前工业上氢气的制造主要有水电解制氢气、甲醇裂解制氢气、天然气裂解制氢气、氨分解制氢气等几种制造方式。氢的贮运有四种方式可供选择,即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。氢气主要用钢瓶、钢瓶组成的瓶组和氢气管束槽车运输。氢气是世界上已知的轻的气体,它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为。所以氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。灌好的氢气乳胶气球,往往过一夜就飞不起来了,这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔。江苏哪里有氢气近期价格氢气是一种极易燃的气体,燃点只有574℃,在空气中的体积分数为4%至75%时就能燃烧。
氢气共价化合物虽然氢气在通常状态下不是非常活泼,但氢元素与绝大多数元素能组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种,但它们无法由氢气和碳直接化合得到。氢气与电负性较强的元素(如卤素)反应,在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时,可生成一种较强的非共价的键,称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。氢也与电负性较低的元素(如活泼金属)生成化合物,这时氢的氧化态通常为-1,这样的化合物称为氢化物。氢与碳形成的化合物,由于其与生物的关系,通常被称为有机物,研究有机物的学科称为有机化学,而研究有机物在生物中所起的作用的科学称为生物化学。按某些定义,“有机”只要求含有碳。但大多数含碳的化合物通常都含有氢。这些化合物的独特性质主要是由碳氢键决定的。故有时有机物的定义要求物质含有碳氢键。无机化学中,H-可以作为桥接配体,连接配合物中的两个金属原子。这样的特性通常在13族元素中体现,尤以硼烷、铝配合物和碳硼烷中。氢气离子型氢化物含有氢元素的离子化合物称离子型氢化物。“氢化物”一词暗含氢显负价。
氢能作为推动全球能源转型的一种可行技术路线,逐渐成为世界能源领域的热点话题,从欧美到国际能源署等重要国际组织,都对氢能经济寄予厚望。我国也在今年国民经济和社会发展计划的主要任务中, 提出要制定国家氢能产业发展战略规划。根据状态,储氢可分为高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢、固态储氢。高压气态储氢是我国目前应用 的氢气存储形式,其中35MPa储氢瓶已批量化应用,70MPa储氢瓶也步入产业化推广阶段。低温液态储氢被认为是前景较好的氢气规模存储发展方向之一,但目前我国液氢用于航天和 领域,与国外70%左右氢气采用液氢运输相比差距较,且成本是美国等技术垄断国的20倍以上。这一技术路径在制氢过程中的低能耗和相对较低的成本使其在一些应用领域中具有竞争力。
动力方面,氢气可用于汽车、飞机、轮船、火箭等领域,其中目前主要、前景广阔的应用场景是氢燃料电池车。氢能汽车包括氢燃料内燃机车、氢燃料电池车两种。氢燃料电池车能量转化效率可达60%~80%,而氢燃料内燃机车能量转化效率30%左右,所以业界将氢燃料电池车作为氢能汽车主要发展方向。相比于纯电动汽车,氢燃料电池汽车 有续航里程长、燃料加注快、低温性能好、回收无污染等优势,在远距离、载重、点对点的商用车领域 有良好的应用前景。目前氢燃料电池汽车成本明显高于燃油和纯电动车型,燃油车百公里油费约为50元,纯电动汽车百公里电费约为6元(家用充电)~15元(商用充电),氢燃料电池车燃料费用约100元(百公里耗氢量为1.5kg,氢气价格70元/kg)。在氢气加注方面,我国 备设计建造35MPa加氢站的能力,而国际主流的70MPa加氢站及其关键设备领域在国内仍处于示范验证阶段。到2030年预计将建成1000座加氢站。目前,加氢站氢气加注成本对补贴依赖较。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中,在氮气保护气中加入氢以去除残余的氧。江苏哪里有氢气近期价格
目前,我国绿色低碳氢在工业中应用较少,大部分还停留在示范阶段。氢气
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。氢气