氢能源中的(氢能源靠什么驱动?)
1. 氢能源靠什么驱动?
1、氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车。一般的内燃机,通常注入柴油或汽油,氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池和电动机会取代一般的引擎,即氢燃料电池;
2、它的原理是把氢输入燃料电池中,氢原子的电子被质子交换膜阻隔,通过外电路从负极传导到正极,成为电能驱动电动机;
3、质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。这样有效减少了其他燃油的汽车造成的空气污染问题,高速车辆、巴士、潜水艇和火箭已经在不同形式使用氢;
4、另一方面能源从来都是个问题,近年来,国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得重大突破,而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。
2. 氢燃料电池里面的氢是什么状态?
氢燃料电池车的工作原理是:将氢气送到燃料电池的阳极板(负极),经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极),而电子是不能通过质子交换膜的,这个电子,只能经外部电路,到达燃料电池阴极板,从而在外电路中产生电流。
质子到达阴极板后,与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧,可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气,并及时把水(蒸气)带走,就可以不断地提供电能。
3. 氢燃料是从哪里提炼出来的?
由植物和动物的有机废物,或"生物质"产生的氢气。
科学家们一直在寻找替代性的可再生能源。
一个主要的候选者是由植物和动物的有机废物,或"生物质"产生的氢气。生物质还可以吸收、清除和储存大气中的二氧化碳,而生物质的分解也可以为我们带来负排放或清除温室气体。但是,即使生物质预示着未来的道路,仍然存在将其最大限度地转化为能源的最佳方式问题。
4. 氢能源需要什么矿?
氢能源需要石墨矿。
氢能源的生产方法很简单。将水引入特殊装置中,用特制的石墨电极棒进行裂解,就可以生成合成氢可燃混合气体。
合成氢燃料的生产原料
水和石墨电极。在合成氢燃料的生产过程中,要消耗石墨电极,其来源也很广泛。主要是来源于石墨矿。我国的山东、吉林、黑龙江为主要产地。
5. 碳纤维和氢能源关系?
随着锂电池电动车的批量化、稳定化,氢能源汽车也开始受到汽车产业的重视,而碳纤维在氢能源汽车上的应用,其前景更加诱人。因为在氢能源汽车上,碳纤维不是选配件,而是必须件。以李总理访问日本参观的,行业内关注的丰田Mirai为例:
其中最核心部件的氢能源系统,包括储氢瓶、电池电极、电池堆结构材料,都用到碳纤维。特别是碳纤维储氢瓶是不可少,而电池电极用碳纤维材料性能提升很多。所以,相对于锂电池的电动车,碳纤维在氢能源汽车的应用更多。氢能源车对碳纤维是必须项,而不是加分项。而氢能源从产业链来说,也许碳纤维的代入感会更强!氢能源怎么回事,其实说起来也可以很简单:
上面这个方程式,初中以上都学过,氢和氧发生化学反应,生成水,释放出能量。而这个能量,就是驱动汽车的能量,整个过程清洁环保。空气中氧气很多?那么氢气哪里来了?我们很多人也做过另外一个实验就是电解水实验。但如何利用现有的电力系统,电解水产生氢气,在给氢能源车用。从热力学定理来看,肯定就不划算了!还可以用工业副产品的氢,很多化工厂可以产生副产品氢,但量有限。那怎么办?
其实还有其他思路,如风电制氢。目前风电的发展越来越快,风力的成本也下降很多,将逐渐风火同价,甚至未来还会进一步降低。所以风电制氢是一个好思路。特别是风电有一个特点,随着风的大小,波动比较大,如果发电并网,需要进行特殊处理。而风电制氢,只有建分布式风机就可以了!那么故事来了....知道最近几年,碳纤维应用发展最快在哪个领域吗?风电、风电、风电!重要的事情说三遍,碳纤维应用在风电取得了巨大的成果,2016年用量超过航空航天,成为首位,近年一直稳步增长。
试想一下,碳纤维可以做风电叶片,风电制氢,推动氢能源汽车前进,需要加气站。就需要建更多的分布式风机电站制氢。氢能源汽车需要用碳纤维,风电也需要碳纤维。这种相互促进,可以形成良好的促进,推动量的增长和成本的下降, 对碳纤维产业,是一个完美的产业链。
现在锂电池电动车,回家后第一件事就是插上电源,充电,防止明天跑不动。但氢能源车,就不用了!而且随着技术的进步,有可能会出现这种情况,回家后第一件事也是插上充电头,但不是给汽车充电,而是汽车给家庭充电!试想一下,一个城市建立了不是分布式风机,发电制氢,并把氢气运输到加氢站,这个加氢站位于你家和上班路上,每天上下班路上,到加氢站,花个10分钟,加个氢,回家后,插上充电头插上充电头,第二天上下班,再加个氢。如果这个能源生态系统形成,我们是不是对电网的依赖性大大降低?对了,家庭还可能有小型的光伏电站!
狼爱上羊,是一个不可能的传说。但氢能源遇上碳纤维,有可能不仅仅是材料革命,还有可能是能源革命。
6. 氢能源原理?
在新能源汽车这一概念火起来的时候,电能和氢能是主要的两种新能源,但现在很显然电能才是主流,氢能在国内只应用在了公共交通领域。究竟氢能源是什么能源?氢能源和氢燃料电池又有什么区别?下面就带大家简单了解一下。
氢能源的原理是氢气在氧气中燃烧产生热能,利用热力发动机将这些热能转变成机械能,由于燃烧后的生成物是水,可以将这些水回收再分解成氢气和氧气,进行重复利用。
目前氢能源主要应用在飞机火箭的发动机,刚刚完成太空任务的神州十二号飞船以及搭载该飞船的长征二号F遥十二运载火箭就是使用了氢能源作为燃料。
而氢燃料电池的工作原理则是电解水的逆反应,用催化剂让氢气和氧气结合变成水,氢原子在这个过程中会释放出电子从而产生电。
氢能源汽车使用的就是氢燃料电池,所以氢能源汽车实际上还是电动车,氢燃料电池与其说是电池,倒不如说是一个发电机。
与电动汽车相比,氢燃料电池不存在衰退的问题,而且氢燃料电池的转化效率可以达到70%左右,续航里程以第二代丰田Mirai为例可以达到850公里,加氢气的时间只需要不到五分钟,所以理论上氢燃料电池会是更加理想的替代内燃机替代品。
但是氢气的储存和运输成本非常高,所以还未能形成一条完整的上下游产业链,直接导致了氢燃料无法成为新能源的主流。
同时,氢气的制造也有很大的限制条件,政府的相关报告指出,目前我国的氢气主要是从煤炭中冶炼出来,通过电解水制备的比例比较低。原因在于电解水虽然简单,但是耗电量比较大,1立方的氢气电解制备就需要5度电,要真正做到环保,使用的电只能是核电、风力电、水力电、光伏电等可再生能源产生的,但这些发电方式的比例非常低。
7. 氢燃料从哪里来?
1.电解水。 电解水可得到氢气和氧气。 为了从水中得到重氢(氢弹的主要原料),氢气是重要的副产品。
2.电解食盐水,可得到氢气,氯气和烧碱。 氢气具[耶]必氯碱工业的副产品。
3.高温分解天然气,可得到氢气和炭黑(炭黑在橡胶工业中有重要用途)。
4.太阳能的利用。 大阳能多晶硅电解器可将水分解成氢气和氧气,成本还是比较低的。