任心怡

【摘要】隨著環(huán)保成為熱門話題，我們生活中處處講環(huán)保，汽車作為城市的一大“污染源”，對(duì)其能源的環(huán)保自然備受矚目。隨著近年全球汽車業(yè)的發(fā)展，汽車能源有了統(tǒng)一的看法，如推廣天然氣、乙醇等清潔能源，彩油電混合動(dòng)力，而最受人們看重的自然是——?dú)鋭?dòng)力。氫在地球上蘊(yùn)藏量豐富，而且可以通過陽光、水能、風(fēng)力、植物進(jìn)行提取，其作為汽車的新能源，排放污染幾乎為零。因此氫動(dòng)力將替代汽油成為未來汽車的主要能源。

【關(guān)鍵詞】新能源；氫氣；環(huán)保

合物（HC）、氮氧化物（NOx）等等，自然PM2.5的來源也與汽車尾氣密不可分。在中學(xué)化學(xué)中有一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，是采用電電解水后產(chǎn)生氧氣與氫氣，并由學(xué)生收集觀察氫氣燃燒后的產(chǎn)物——CHO2，由此讓大家明白水是由氫氣燃燒后的產(chǎn)物，進(jìn)而讓我們加深對(duì)水分子的認(rèn)識(shí)。我通過觀察，其是氫氣是水是在電磁的作用下產(chǎn)生分解后的產(chǎn)物。那么是不是還有其他很多方式產(chǎn)生氫氣呢？

據(jù)了解，以氫氣為動(dòng)力的汽車具有燃料干凈衛(wèi)生，不污染環(huán)境，且發(fā)熱量高損失少的特點(diǎn)，總之氫氣能源具有其他諸多燃料無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，氫動(dòng)力汽車是一種真正環(huán)保的交通工具。由此，以氫氣為動(dòng)力的汽車無疑是傳統(tǒng)汽車最理想的替代品。其實(shí)氫氣早已運(yùn)用在我們的日常生活中，如節(jié)能的霓虹燈就是一種特殊低氣壓冷極輝光放電發(fā)光的電光源，霓虹燈內(nèi)含有氖、氦、氫等氣體，霓虹燈的發(fā)光顏色與管內(nèi)的氣體以及燈管的顏色有關(guān)。如果在無色透明的管內(nèi)，裝氖氣，就會(huì)發(fā)出紅色的光；注入氫氣，就會(huì)發(fā)出淺藍(lán)色的光；注入氦氣會(huì)發(fā)出粉紅色的光。

隨著經(jīng)濟(jì)科技的進(jìn)步，在此背景下低碳經(jīng)濟(jì)也成為一個(gè)重要的新興點(diǎn)。現(xiàn)今開發(fā)新能源迫已在眉睫，隨著石化燃料耗量的日益增加，其儲(chǔ)量日益減少，終有一天此類資源將要枯竭。氫正是這樣一種在常規(guī)能源危機(jī)的出現(xiàn)和開發(fā)新的二次能源的同時(shí)，人們期待的新的二次能源。氫位于元素周期表之首，原子序數(shù)為1，常溫常壓下為氣態(tài)，超低溫高壓下為液態(tài)。作為一種理想的新的合能體能源，它具有以下特點(diǎn)。

重量最輕的元素：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度為 0.8999g/l，-252.7℃時(shí)，可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個(gè)大氣壓，液氫可變?yōu)榻饘贇?；?dǎo)熱性最好的氣體：比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍；普遍元素：據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的 75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)；理想的發(fā)熱值：除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142，351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍；燃燒性能好：點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且燃點(diǎn)高，燃燒速度快；無毒：與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔；利用率高：氫取消了內(nèi)燃機(jī)噪聲源和能源污染隱患，利用率高；運(yùn)輸方便：氫可以減輕燃料自重，可以增加運(yùn)載工具有效載荷，這樣可以降低運(yùn)輸成本從全程效益考慮社會(huì)總效益優(yōu)于其他能源；減少溫室效應(yīng)：氫取代化石燃料能最大限度地減弱溫室效應(yīng)。

目前，世界各國正在為生產(chǎn)廉價(jià)的氫而努力。如利用太陽能來分解水就是一個(gè)重要的研究方向，利用光將水分解為氫氣和氧氣。發(fā)展氫能源，將為建立一個(gè)美好、無污染的新世界邁出關(guān)鍵一步。據(jù)了解，氫在氧氣里能夠燃燒，氫氣火焰的溫度可高達(dá)2500℃，因而人們常用氫氣切割或者焊接鋼鐵材料。在大自然中，氫的分布很廣泛。水就是氫的大“倉庫”，其中含有11%的氫。泥土里約有1.5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動(dòng)植物體內(nèi)等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲(chǔ)水量很大，因此可以說，氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法從水中制取氫，那么氫也將是一種價(jià)格相當(dāng)便宜的能源。氫的用途很廣，適用性強(qiáng)。它不僅能用作燃料，而且金屬氫化物具有化學(xué)能、熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的功能。例如，儲(chǔ)氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領(lǐng)，可將熱量?jī)?chǔ)存起來，作為房間內(nèi)取暖和空調(diào)使用。氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體，因而將它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運(yùn)輸都很方便。液態(tài)的氫既可用作汽車、飛機(jī)的燃料，也可用作火箭、導(dǎo)彈的燃料。現(xiàn)在世界上氫的年產(chǎn)量約為3600萬噸，其中絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取的，這就得消耗本來就很緊缺的礦物燃料；另有4%的氫是用電解水的方法制取的，但消耗的電能太多，很不劃算，因此，人們正在積極探索研究制氫新方法。隨著太陽能研究和利用的發(fā)展，人們已開始利用陽光分解水來制取氫氣。在水中放入催化劑，在陽光照射下，催化劑便能激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，把水分解成氫和氧。

在上世紀(jì)70年代初，人們用半導(dǎo)體材料鈦酸鍶作光電極，金屬鉑作暗電極，將它們連在一起，然后放入水里，通過陽光的照射，就在鉑電極上釋放出氫氣，而在鈦酸鍶電極上釋放出氧氣，這就是我們通常所說的光電解水制取氫氣法?？茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，一些微生物也能在陽光作用下制取氫。人們利用在光合作用下可以釋放氫的微生物，通過氫化酶誘發(fā)電子，把水里的氫離子結(jié)合起來，生成氫氣。前蘇聯(lián)的科學(xué)家們已在湖沼里發(fā)現(xiàn)了這樣的微生物，他們把這種微生物放在適合它生存的特殊器皿里，然后將微生物產(chǎn)生出來的氫氣收集在氫氣瓶里。這種微生物含有大量的蛋白質(zhì)，除了能放出氫氣外，還可以用于制藥和生產(chǎn)維生素，以及用它作牧畜和家禽的飼料?，F(xiàn)在，人們正在設(shè)法培養(yǎng)能高效產(chǎn)氫的這類微生物，以適應(yīng)開發(fā)利用新能源的需要。事后，我便又仔細(xì)地查找了相關(guān)的資料，知道酒精的化學(xué)名稱叫乙醇，是一種碳?xì)浠衔铩?000克酒精完全燃燒時(shí)，可以釋放出7100千焦的熱量。如果用作動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)交能工具，1升酒精可以供汽車在馬路上行駛16千米。用乙醇作燃料，不但可以改善能源結(jié)構(gòu)，減少對(duì)石油的依賴，還可以減少汽車有害物質(zhì)的排放，改善環(huán)境，而且酒精是用不完的，它是由含淀粉和糖分高的植物，如甘蔗、甜菜、玉米、木薯、地瓜和土豆等生產(chǎn)出來的，不像石油總有一天會(huì)用完。科學(xué)是很奇妙的，具有強(qiáng)大的創(chuàng)造力。

而作為當(dāng)代中學(xué)生，我們更應(yīng)該轉(zhuǎn)變自己的觀念和價(jià)值觀，學(xué)習(xí)創(chuàng)新技術(shù)展自己的開創(chuàng)精神，樹立起可持續(xù)發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的意識(shí)。只有通過我們的努力學(xué)習(xí)和掌握新能源的開發(fā)和利用，加強(qiáng)對(duì)自身素質(zhì)的要求，才能夠正確和的把自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，并在實(shí)踐中檢驗(yàn)自己的所學(xué)。如此我們方能為祖國貢獻(xiàn)出自己的一份力量，在新能源的尋找與開發(fā)中發(fā)現(xiàn)一片新的天地，滿足我國所需的能源，加快現(xiàn)代化建設(shè)，為盡早實(shí)現(xiàn)共產(chǎn)主義提供強(qiáng)有力的動(dòng)力。我想只要你相信科學(xué)，努力探索，你將成為世界的主宰。

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