有多少人在開采氫能
㈠ 一億噸氫能夠人類使用多少年
這可不太好說……
關於一億噸氫所能產生的能量,好算……E=mc²就能算出來。
但是,人類能用多少年,真的不好說……關鍵是人類每年消耗的能源數量是無法具體計算的……即使以某一年的能源消耗量去計算,也是不準確的……
㈡ 下列說法正確的是()A.礦物的儲量有限,所以不應該再繼續開采B.氫能源是最清潔的能源,現在已大量
A、礦物的儲量有限,應該合理開采,不能控制繼續開采,故A錯誤;
4、氫能源生產成本高不易儲存,並沒有大量投入使用,故4錯誤;
C、天然氣屬於不可再生資源,故C錯誤;
D、可燃物的燃燒與接觸面積、氧氣的濃度和燃料自身的性質有關,故D正確,
故選D.
㈢ 氫能源有哪些用途
氫能源是一種二次能源,它是通過一定的技術利用其它能源而製取的,不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采、幾乎完全依靠化石燃料。但是由於目前所用的煤、石油、天然氣等能源屬於不可再生能源,地球的存量是有限的,而人類又時刻離不開能源,隨著世界經濟的發展,石化燃料的耗量也隨之日益增加,促使其儲量也日益減少,終有一天這些資源就會枯竭,因此開發更多的新能源已迫在眉睫,人們迫切需要尋找一種不依賴化石燃料、儲量豐富的新型含能體能源。
如何利用太陽能生成「氫」,是世界各國都想知道的答案。科學家們指出,發展氫能源,將為建立一個美好、環保的新世界邁出重要一步。
在大自然中,氫的分布非常廣泛。其中水中含有11%的氫,可謂是氫的大「倉庫」。氫的主體是以化合物水的形式存在的,而地球表面約有70%的水,儲水量很大,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把氫從水中製取出來,那麼氫也將是一種價格相當低廉的能源,會被人們廣泛利用。
經試驗表明,在燃燒同等重量的煤、汽油和氫氣的情況下,從產生的能量上看氫氣產生的能量最多,而且它燃燒之後的產物只有水,不會產生灰渣和廢氣,不會污染環境;而煤和石油燃燒會生成二氧化碳和二氧化硫,它們會分別產生溫室效應和酸雨。地球上煤和石油的儲量是有限的,而氫主要存在於水中,燃燒後剩下的唯一產物也是水,還可以源源不斷地產生氫氣,永遠都不會用完,因此,在眾多的新能源中,氫能是21世紀最理想的能源。
氫是一種無色無味的氣體,每一克氫燃燒後能釋放出142千焦爾的熱量,是一克汽油發熱量的3倍。氫的重量非常輕,它比天然氣、汽油、煤油的重量都輕,因而其攜帶和運送都很方便,也是用於航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里可以燃燒,其火焰的溫度可高達2500℃,因而人們也常用氫氣焊接或者切割鋼鐵等材料。
氫的用途很廣泛,適用性也很強。它不僅可以用作燃料,而且金屬氫化物還具有化學能、機械能和熱能相互轉換的功能。氫作為氣體燃料,首先被應用在了汽車上。世界一些國家很早就製造出了以液態氫為燃料的汽車。用氫作為汽車燃料,不僅環保,在低溫下可以很容易就能發動,而且對發動機的腐蝕也很小,可以延長發動機的使用壽命。由於氫氣與空氣可以均勻的混合,完全可以省去一般汽車上所用的汽化器裝置,從而使現有的汽車構造更加簡單、節約原材料。此外更令人驚訝的是,只要在汽油中加入4%的氫氣,用它作為汽車發動機的燃料,就可以節油40%,降低了汽車的耗油量,而且還不需要對汽油發動機作很大的改進。
另外,使用氫燃料的電池還可以把氫能直接轉化成電能,從而使人們能更方便的使用氫能。迄今為止,這種燃料電池已經被使用在了宇宙飛船和潛水艇上,其效果很不錯。但是,由於其成本較高,短時間內還難以被普遍使用。
氫氣在一定的溫度和壓力下很容易轉變成液體,因而用鐵罐車、輪船運輸或者公路拖車運輸都很方便。液態的氫既可用作汽車、火車、飛機等交通工具的燃料,也可用作火箭、導彈等航空工具的燃料。
現在世界上使用的氫絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中製取的,這就對本來就很緊缺的礦物燃料造成的進一步的威脅,影響了人們生產的長遠利益;而少量的氫是通過電解水的方法製取的,但因此消耗了很多的電能,從經濟利益上看很不劃算,那麼人們通過什麼辦法才能製取大量的、廉價的氫能呢?
隨著人們對太陽能的研究和利用的不斷發展,人們已開始准備利用陽光來分解水來製取氫氣。根據科學家的研究,除了從水中製取氫以外,還可以利用微生物產生氫氣。
時至今日,氫能源的製取和利用已經成為了新能源的發展趨勢,氫能源不僅能人們帶來取之不盡用之不竭的能量,還可以使人們的環境更環保,因此,我們要不斷努力,探求更多更好的方法來攝取和利用氫能源。
㈣ 氫能源已大量投入使用
A、礦物的儲量有限,應該合理開采,不能控制繼續開采,故A錯誤;
4、氫能源生產成本高不易儲存,並沒有大量投入使用,故4錯誤;
C、天然氣屬於不可再生資源,故C錯誤;
D、可燃物的燃燒與接觸面積、氧氣的濃度和燃料自身的性質有關,故D正確,
故選D.
㈤ 地球上的能源還能被人類開采多少年
正如有海外人士所指出的,石油的終結並不表示能源的終結。這是因為,石油只是能源的一專種,而且成屬為人類主要的能源來源也只是這一百年來的事情。全世界還有豐富的煤炭和天然氣儲備,足以再支撐人類的能源需求一百年以上。而人類使用能源的效率也在不斷提高,例如,1975年至2000年間,美國的經濟增長了50%,但其「能源密集度」(即生產一美元GDP所需的能源量)卻降低了40%;此外,還有諸多新興替代能源技術如風能、太陽能,氫能發展也很快,有可能在未來的某一天取代石油成為人類可以依賴的動力來源。
當然,能源問題的解決是一個艱巨的任務,雖然我們有理由對此感到審慎的樂觀。人類的歷史,就是進步的歷史,人類的文明或許有一天真的可以發展到能夠解決我們所有能源的需要。但這並不意味著我們只需坐等這一天的到來,從現在開始全球都務必要做節能措施.
㈥ 用途廣泛的氫能還有哪些方面
氫能的用途很廣泛,除了上文所說的用作燃料以外,也能用於發電,這主要是通過燃燒氫的方式來實現。目前,各種大型發電站,無論是水電、火電還是核電,都是把發出的電送往電網,再由電網輸送給用戶。但是,由於終端用戶的負荷不同,電網有時是高峰,有時是低谷。在用電高峰時期,經常會出現「電荒」,電力供不應求;在用電低谷時期,發出的電還有剩餘。
為了調節峰荷,電網中常常需要啟動既快又靈活的發電站,而氫能發電最適合扮演這個角色。利用氫氣和氧氣燃燒,組成氫氧發電機組。這種機組是火箭型內燃發動機配以發電機,結構簡單,維修方便,啟動迅速,要開即開,要停即停,不需要復雜的蒸汽鍋爐系統。在電網低負荷時,還可吸收多餘的電來進行電解水,生產氫和氧,以備高峰時發電用。這種調節作用對於電網運行是非常有利的。
另外,氫和氧還可以直接改變常規火力發電機組的運行情況,提高電站的發電能力。例如,氫氧燃燒組成磁流體發電,利用液氫冷卻發電裝置,進而提高機組功率等。更新的氫能發電方式是氫燃料電池,這是利用氫和氧(成空氣)直接經過電化學反應而產生電能的裝置。換句話說,就是水電解槽產生氫和氧的逆反應。
這種新型的發電方式已引起世界的關注。20世紀70年代以來,日本、美國等加緊研究各種燃料電池,現在已經進入商業性開發階段。日本已建立萬千瓦級燃料電池發電站,而美國有30多家廠商在開發燃料電池。德國、英國、法國、荷蘭、丹麥、義大利和奧地利等過也有20多家公司投入到燃料電池的研究中。
燃料電池理想的燃料是氫氣,因為它是電解制氫的逆反應。燃料電池的主要用途除了建立固定電站外,還特別適合做移動電源和車船的動力,因此也是今後氫能利用的孿生兄弟。
此外,氫能在人們的生產生活中也有著不可忽視的作用。氫氣在氧氣中燃燒放出大量的熱,其火焰——氫氧焰的溫度高達3000℃,可以用來焊接或切割金屬。氫氣還在冶金、化學工業等方面有著廣泛的應用。
氫能也廣泛應用在民用生活中。燃料電池發電系統在民用方面的應用主要有氫能發電、氫介質儲能與輸送以及氫能空調、冰箱等。其中有的已經得到實際應用,有的正在開發,有的尚處於探索之中。目前,美國、日本和德國已經有少量的家庭用質子交換膜燃料電池提供能源。居民家庭使用的燃料電池一般都在50千瓦以下,目前的燃料電池技術完全可以滿足居民家庭能源供應的需要。氫能進入家庭後,可以用作取暖的燃料。這主要是由於氫能的熱值高,而且遠遠高於其他燃料。氫燃燒後能夠放出更多的熱,是非常理想的供暖燃料。寒冷的冬天裡,我國各地,尤其是北方,基本上都依靠燃燒煤炭供暖。大規模燃燒煤炭會造成空氣中二氧化硫的含量驟增導致環境污染,危害人體健康。此外,二氧化硫與水結合還可能會形成酸雨。如果使用氫能取暖,氫氣燃燒的產物只有水,非常干凈,也就不會破壞環境。這樣人們就可以擺脫二氧化硫對大氣的污染了。
除了用於家庭取暖,氫能也可以作為做飯的燃料。目前城市居民主要用天然氣做飯,雖說天然氣是一種較好的能源,但它的主要成分是甲烷,甲烷燃燒後會產生溫室氣體二氧化碳。用氫氣作燃料,就能減少溫室氣體的排放量。
氫能進入家庭後,還可以解決生活污水的處理問題。我們洗衣服、洗手等生活廢水經過對某些離子的適當處理,可以作為製取氫氣的燃料。這不僅節約了水資源,還減少了廢水排出後的污染。將來人們完全可以在家中製取氫。人們只要打開自來水的開關,水流通過專門的機器,分解後就可以製成氫氣,這樣便可以隨時使用到清潔的氫能。氫氣在製取、燃燒和處理等多個環節都不會對環境產生影響,也就是說,氫能不僅能提高空氣質量,還能解決一系列的環境問題,因此是真正清潔的能源。
根據最新資料顯示,氫能在人類的生命延續中也發揮著巨大的作用。日本醫科大學太田成男教授等在分析氫對培養細胞的影響時發現,氫能夠清除一種氧化能力極強、對肌體有害的活性氧——氫氧根離子。活性氧被認為是導致細胞老化的原因之一。研究人員用老鼠做實驗,在試驗中,讓人為導致腦梗塞的一組實驗鼠吸入濃度為2%的氫氣,而對另一組不採取任何措施,研究氫氣是否可以防止活性氧導致的腦細胞老化死亡。結果顯示,吸入氫氣的實驗鼠腦細胞死亡的數量不到對比組的一半。這個發現為人們提供一個思路:可以利用氫製造出一種阻止人體細胞老化的特殊「葯物」,從而能夠延緩衰老。知識點
㈦ 氫能大約在什麼時候就能成為人類的第一能源
在受控熱核聚變技術研究成功並成熟以後,以氫及其同位素為原料的核聚變能源將成為人類的第一能源。
至於燃燒氫氣...永遠都不能成為人類的能源。
不要以為燃燒氫氣是一種獲得能源的方式,不是的,因為空氣中氫氣非常少,而水中、其它化學物質中大量的氫,是化合態的氫,也就是已經「燃燒」過的,要把它提取出來,需要付出更多的能量,所以氫不能成為人類獲得能源的來源而只是二次能源。
所謂二次能源是和一次能源相對而言的。一次能源是自然界本來就存在的能源,人類可以直接開采或利用它作為能量的來源,例如太陽能、風能、水能、地熱能、化石燃料(煤、石油、天然氣)、核能等等。
而二次能源是指自然界本來沒有這樣的可供人類直接開采利用的資源,人類為了使用上的方便,通過付出一次能源,把能源轉換為一種更方便利用的形式,例如水能不好直接利用,人類就先把它變成電,煤運輸和使用都不方便,也把它用來發電,而電本身並不是天然就有的能源。用來燃燒的氫和電一樣,也是二次能源,二次能源只不過是人類使用能源時利用的一種能量載體,它本身並不能為人類提供能量。
㈧ 氫能源在哪裡開發
氫能源的開發與利用
當今世界開發新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然氣、煤,均屬不可再生資源,地球上存量有限,而人類生存又時刻離不開能源,所以必須尋找新的能源。
氫能是一種二次能源,它是通過一定的方法利用其它能源製取的,而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采、幾乎完全依靠化石燃料。隨著石化燃料耗量的日益增加,其儲量日益減少,終有一天這些資源將要枯竭,這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源。氫正是這樣一種在常規能源危機的出現和開發新的二次能源的同時,人們期待的新的二次能源。 氫位於元素周期表之首,原子序數為1,常溫常壓下為氣態,超低溫高壓下為液態。作為一種理想的新的合能體能源,它具有以下特點:
l、重量最輕的元素。標准狀態下,密度為 0.8999g/l,-252.7℃時,可成為液體,若將壓力增大到數百個大氣壓,液氫可變為金屬氫。
2、導熱性最好的氣體,比大多數氣體的導熱系數高出10倍。
3、自然界存在最普遍的元素。據估計它構成了宇宙質量的 75%,除空氣中含有氫氣外,它主要以化合物的形態貯存於水中,而水是地球上最廣泛的物質。據推算,如把海水中的氫全部提取出來,它所產生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。
4、除核燃料外氫的發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,是汽油發熱值的3倍。
5、燃燒性能好,點燃快,與空氣混合時有廣泛的可燃范圍,而且燃點高,燃燒速度快。
6、無毒,與其他燃料相比氫燃燒時最清潔滁生成水和少量氮化氫外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質,少量的氮化氫經過適當處理也不會污染環境,且燃燒生成的水還可繼續制氫,反復循環使用。產物水無腐蝕性,對設備無損。
7、利用形式多。既可以通過燃燒產生熱能,在熱力發動機中產生機械功,又可以作為能源材料用於燃料電池,或轉換成固態氫用作結構材料。
8、可以以氣態、液態或固態的金屬氫化物出現,能適應貯運及各種應用環境的不同要求。
9、可以取消遠距離高壓輸電,代以遠近距離管道輸氫,安全性相對提高,能源無效損耗減小。
10、氫取消了內燃機雜訊源和能源污染隱患,利用率高。
11、氫可以減輕燃料自重,可以增加運載工具有效載荷,這樣可以降低運輸成本從全程效益考慮社會總效益優於其他能源。
時至今日,氫能的利用已有長足進步。自從1965年美國開始研製液氫發動機以來,相繼研製成功了各種類型的噴氣式和火箭式發動機。美國的太空梭已成功使用液氫做燃料。我國長征2號、3號也使用液氫做燃料。利用液氫代替柴油,用於鐵路機車或一般汽車的研製也十分活躍。氫汽車靠氫燃料、氫燃料電池運行也是溝通電力系統和氫能體系的重要手段。
目前,世界各國正在研究如何能大量而廉價的生產氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向,在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣,關鍵在於找到一種合適的催化劑。如今世界上有50多個實驗室在進行研究,至今尚未有重大突破,但它蘊育著廣闊的前景。
發展氫能源,將為建立一個美好、無污染的新世界邁出重要一步。
在眾多的新能源中,氫能將會成為21世紀最理想的能源。這是因為,在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況下,氫氣產生的能量最多,而且它燃燒的產物是水,沒有灰渣和廢氣,不會污染環境;而煤和石油燃燒生成的是二氧化碳和二氧化硫,可分別產生溫室效應和酸雨。煤和石油的儲量是有限的,而氫主要存於水中,燃燒後唯一的產物也是水,可源源不斷地產生氫氣,永遠不會用完。
氫是一種無色的氣體。燃燒一克氫能釋放出142千焦爾的熱量,是汽油發熱量的3倍。氫的重量特別輕,它比汽油、天然氣、煤油都輕多了,因而攜帶、運送方便,是航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里能夠燃燒,氫氣火焰的溫度可高達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。泥土裡約有1.5%的氫;石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。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製取氫,那麼氫也將是一種價格相當便宜的能源。
氫的用途很廣,適用性強。它不僅能用作燃料,而且金屬氫化物具有化學能、熱能和機械能相互轉換的功能。例如,儲氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領,可將熱量儲存起來,作為房間內取暖和空調使用。
氫作為氣體燃料,首先被應用在汽車上。1976年5月,美國研製出一種以氫作燃料的汽車;後來,日本也研製成功一種以液態氫為燃料的汽車;70年代末期,前聯邦德國的賓士汽車公司已對氫氣進行了試驗,他們僅用了五千克氫,就使汽車行駛了110公里。
用氫作為汽車燃料,不僅干凈,在低溫下容易發動,而且對發動機的腐蝕作用小,可延長發動機的使用壽命。由於氫氣與空氣能夠均勻混合,完全可省去一般汽車上所用的汽化器,從而可簡化現有汽車的構造。更令人感興趣的是,只要在汽油中加入4%的氫氣。用它作為汽車發動機燃料,就可節油40%,而且無需對汽油發動機作多大的改進。
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輸都很方便。液態的氫既可用作汽車、飛機的燃料,也可用作火箭、導彈的燃料。美國飛往月球的「阿波羅」號宇宙飛船和我國發射人造衛星的長征運載火箭,都是用液態氫作燃料的。
另外,使用氫—氫燃料電池還可以把氫能直接轉化成電能,使氫能的利用更為方便。目前,這種燃料電池已在宇宙飛船和潛水艇上得到使用,效果不錯。當然,由於成本較高,一時還難以普遍使用。
現在世界上氫的年產量約為3600萬噸,其中絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中製取的,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製取的,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展,人們已開始利用陽光分解水來製取氫氣。在水中放入催化劑,在陽光照射下,催化劑便能激發光化學反應,把水分解成氫和氧。例如,二氧化鈦和某些含釕的化合物,就是較適用的光水解催化劑。人們預計,一旦當更有效的催化劑問世時,水中取「火」——制氫就成為可能,到那時,人們只要在汽車、飛機等油箱中裝滿水,再加入光水解催化劑,那麼,在陽光照射下,水便能不斷地分解出氫,成為發動機的能源。
本世紀70年代,人們用半導體材料鈦酸鍶作光電極,金屬鉑作暗電極,將它們連在一起,然後放入水裡,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製取氫氣法。
科學家們還發現,一些微生物也能在陽光作用下製取氫。人們利用在光合作用下可以釋放氫的微生物,通過氫化酶誘發電子,把水裡的氫離子結合起來,生成氫氣。前蘇聯的科學家們已在湖沼里發現了這樣的微生物,他們把這種微生物放在適合它生存的特殊器皿里,然後將微生物產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,除了能放出氫氣外,還可以用於制葯和生產維生素,以及用它作牧畜和家禽的飼料。現在,人們正在設法培養能高效產氫的這類微生物,以適應開發利用新能源的需要。
引人注意的是,許多原始的低等生物在新陳代謝的過程中也可放出氫氣。例如,許多細菌可在一定條件下放出氫。日本已找到一種叫做「紅鞭毛桿菌」的細菌,就是個制氫的能手。在玻璃器皿內,以澱粉作原料,摻入一些其他營養素製成的培養液就可培養出這種細菌,這時,在玻璃器皿內便會產生出氫氣。這種細菌制氫的效能頗高,每消耗五毫升的澱粉營養液,就可產生出25毫升的氫氣。
美國宇航部門准備把一種光合細菌——紅螺菌帶到太空中去,用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。這種細菌的生長與繁殖很快,而且培養方法簡單易行,既可在農副產品廢水廢渣中培養,也可以在乳製品加工廠的垃圾中培育。
對於製取氫氣,有人提出了一個大膽的設想:將來建造一些為電解水製取氫氣的專用核電站。譬如,建造一些人工海島,把核電站建在這些海島上,電解用水和冷卻用水均取自海水。由於海島遠離居民區,所以既安全,又經濟。製取的氫和氧,用鋪設在水下的通氣管道輸入陸地,以便供人們隨時使用。
㈨ 氫能源以後發展趨勢如何
氫是二次能源,不可能自己存在,必須用分離的方法。目前使用最多的方法就是電解水,此外,還有一些生物制備方法也可以作為產氫的方案。風能、潮汐能、核能和太陽能等都要先轉化成電能然後再通過電解的方法分解出氫。氫能的最大優勢就是可以儲存,而電能則無法儲存。同時,氫很輕,1立方米的液氫只有約70千克,但是能量密度很高。當今世界開發新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然氣、煤,均屬不可再生資源,地球上存量有限,而人類生存又時刻離不開能源,所以必須尋找新的能源。氫作為能源有許多優越性。水通過光分解可製得氫,水是取之不盡,用之不竭的原料,又十分低廉,地球的表面是水,儲量很大。氫燃料燃燒後又生成水,是一種燃燒無害、十分清潔的能源。氫在儲存、輸送上比電力損失小,而且氫燃燒熱值高1kg氫燃燒產生的熱量相當於3kg汽油和4.5 kg焦炭的發熱量。但是在實際的應用中。氫的存儲與運輸,以及利用太陽能分解水製取氫,一直是制約氫能發展的問題,時至今日,氫能的利用已有長足進步。自從1965年美國開始研製液氫發動機以來,相繼研製成功了各種類型的噴氣式和火箭式發動機。美國的太空梭已成功使用液氫做燃料。我國長征2號、3號也使用液氫做燃料。利用液氫代替柴油,用於鐵路機車或一般汽車的研製也十分活躍。氫汽車靠氫燃料、氫燃料電池運行也是溝通電力系統和氫能體系的重要手段。目前,世界各國正在研究如何能大量而廉價的生產氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向,在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣,關鍵在於找到一種合適的催化劑。如今世界上有50多個實驗室在進行研究,至今尚未有重大突破,但它蘊育著廣闊的前景