氢燃料的优点与缺点

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2011.02.24 作者：李国斌
氢燃料的优点与缺点

优点：
1，来源丰富。氢是宇宙中最丰富的元素，在地球上可用廉价再生能源如风能、太阳能、水能制氢。
2，能量密度高，比其它电池都要高。
3，可以直接燃烧驱动内燃机或燃气轮机，动力装置成本低。在未来城市燃气蒸汽联合循环热电站旁建设电解水制氢站，为热电站提供廉价燃料。与此相竞争的方案是直接使用低温电缆地板辐射取暖，制冷使用电空调。前者热效率较高，后者系统简单。
4，氢燃料电池因为运行温度低于600C，没有NOx排放。氢燃料电池用于汽车的主要竞争者可能是锂离子电池，用于分布式能源的主要竞争者是氢燃气蒸气联合循环。
5，短期内，比如未来10万年内，氢燃气涡轮飞机和氢燃气轮机轮船也许具备比生物柴油更大的优势。因为飞机、轮船体型庞大，可以安装液氢燃料箱，而且再生能源电解水制氢，整个流程是自动化的，成本很低，不象生物柴油收集困难，很难自动收集。

缺点：
1，氢储存运输不便。氢的体积很大，液化复杂，目前储氢合金储氢量最大约为金属自重的3~7%。
2，氢燃料内燃机或燃气轮机燃烧温度高，氮氧化物排放量大，污染环境。
3，氢气是最轻的气体，极易泄漏逃逸。泄漏后逸出到电离层，与臭氧结合形成水，会形成巨大的臭氧空洞，象氟利昂一样对地球生态造成威胁。
4，氢形成臭氧空洞后，在1500K电离层高温下，有部分水分解为氢和氧，由于氢气是最轻的气体，继续脱离大气层，向外太空逃逸。假设氢储存运输过程中泄漏率为10%，2007年全球能源消费总量为265亿吨标准煤(中国约占10% http://economicdata.mofcom.gov.c ... 20080205387566.html)，交通运输能耗占总能耗的12%，则每年泄漏的氢为265亿吨x12%x7000千卡/千克x4.1868kJ/千卡 / (140000kJ/kg) x 10%=6.66x10^7吨。地球总水量约1.386x10^18吨，其中含氢总量=1.386x10^18x2/18=1.54x10^17吨，故地球水泄漏干涸时间=1.54x10^17/(6.66x10^7)=2.32x10^9年=23亿年。(这个数字约为预测的地球上生命消失的时间9亿年的2.6倍，故不是生命消失的关键因素，但会使地球生命消失时间缩短1/(1+2.6)=1/3.6，即氢泄漏使得地球生命消失时间变成了6.5亿年，地球海平面每亿年下降160米。如果建筑采暖制冷也使用氢燃料热电站，该能耗约为总能耗6~9%，则地球水泄漏干涸时间=23亿年/(1+6%/12%)=15亿年，氢泄漏使得地球生命消失时间变成了9x(1-1/(1+15/9))=5.6亿年，地球海平面每亿年下降240米。)





美政府拟终止无公害柴油 燃料电池车研发
2011年02月21日09:02　 来源：大洋网-广州日报 作者：陈鑫欣
http://gzdaily.dayoo.com/html/2011-02/21/content_1270355.htm

未来汽车氢能源发展途径
2009 里卡多公司
http://wenku.baidu.com/view/65cc2b06e87101f69e31958e.html

车载氢能源技术的分析与展望 刘 宇 成Ｔ－－（都Ｒ＿大学环境与土木工程学院 四 川成 都１０９ ６０５
http://www.doc88.com/p-33179631083.html

西门子研究氢燃料燃气轮机
www.chinaequip.gov.cn  2010-06-24 来源： 国家重大技术装备网
本文来自中国科学院国家科学图书馆《科学研究动态监测快报》“先进能源科技专辑”，由国家能源局向本网供稿。请广大网民参考。
http://www.chinaneast.gov.cn/zhuanti/2010-06/24/c_13366904.htm

氢动力汽车的研究中一直存在两大技术阵营。以通用汽车、丰田、本田为代表的燃料电池阵营和以宝马、现代、日产为代表的氢内燃机阵营。前者排放更好,成本、效率、寿命却都存在问题,后者虽然成本低,但是对基础设施的要求很高。
http://www.chinavalue.net/Blog/330272.aspx

西安交通大学黄佐华教授和清华大学马凡华副教授介绍了我国在HCNG发动机燃烧和排放特性方面的研究进展，系统分析了过剩空气系数、压缩比和掺氢比等因素对HCNG发动机热效率、混合气燃烧速率及污染气体HC、CO、NOX排放量的影响，展望了HCNG汽车在我国的发展前景。
http://che.zju.edu.cn/chinese/re ... amp;object_id=34114

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