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氢的(简介,物理性质,运输)

Release Time:2021-09-17

氢的简介
开始元素周期表之旅,第一个遇到的元素是,它的化学符号是H。它是宇宙中第一个也是最基本的元素。它也是元素周期表中最轻的元素,宇宙中90%的原子都是原子。化学家拉瓦锡给了氢这个名字。它的名字来自希腊语“hydro”,意思是水。拉瓦锡知道它存在于每个水分子中。

氢的物理性质
是一种无色无味的气体,是所有气体中密度最低的。氢气被视为未来的清洁燃料,由水生成并在氧化后返回水。
存在于水和生物体的几乎所有分子中。它仍然与碳和氧原子结合。可以说是宇宙中含量最丰富的元素。
以气体的形式存在于大气中,体积为百万分之一。氢气是一尘不染、无毒且安全的,可以从各种不同的来源生产、运输和大量储存。
被命名为能量载体,因为它存储了首先在其他地方产生的能量。
※这种元素是在 16 世纪人工生产的。它被命名为,其希腊语名称为“水前体”

氢的运输
氢气是一种超轻气体,在标准压力条件下,即大气压下,它占据相当大的体积。氢是整个宇宙中最轻的气体。一升这种气体在正常大气压下仅重 90 毫克,这意味着氢气比我们呼吸的空气轻 11 倍。为了有效地储存和运输氢气,必须显着减少该体积,因此,必须使用以下技术之一增加其密度:
1.气态高压储存运输
在恒定温度下减少气体体积的最简单方法是增加其压力。因此,在 700 bar(正常大气压的 700 倍)下,氢气的密度为 42 kg/m3,而在正常压力和温度条件下为 0.090 kg/m 3。在这个压力下,一个 125 升的罐可以储存 5 公斤的氢气。今天,大多数汽车制造商都选择了在高压下以气态形式储存氢气的解决方案。这项技术使我们能够储存足够的氢气,让使用燃料电池的汽车在加满油之间行驶 500 至 600 公里。
2.以液体形式运输
在有限体积内储存最大量氢气的最先进技术是通过将氢气冷却到非常低的温度将其转化为液态氢。当氢气冷却到低于 -252.87 °C 的温度时,它会变成液体。在 -252.87°C 和 1.013 bar 下,液态氢的密度接近 71 kg/m3。在这个压力下,一个 75 升的罐中可以储存 5 公斤的氢气。为了将液态氢保持在该温度,储罐必须完全隔离。目前,以液态形式储存氢被保留用于某些特殊应用,如太空旅行等高科技领域。例如,由 Air Liquide 设计和制造的 Ariane 发射器上的油箱装有 28 吨液态氢,可为中央发动机提供燃料。这些坦克是技术实力的真正例子:它们的空载重量仅为 5.5 吨,外壳厚度不超过 1.3 毫米。
3.以固体形式运输
以固体形式储存,即储存在另一种材料中,也是一种很有前途的研究途径。以固体形式储存的方法是涉及材料对氢的吸收或吸附机制的技术。一个例子是通过氢与某些金属合金的反应形成固体金属氢化物。这种吸收是与构成这些材料的原子发生可逆化学结合的结果。最有前途的材料由镁和铝酸盐组成。这些材料中只能储存少量,这是目前该技术的主要缺点。事实上,目前最好的材料产生的氢气重量占罐体总重量的比例不超过 2% 至 3%。在考虑大规模应用之前,掌握某些关键参数也很重要,例如动力学(电池性能)以及这些材料中的充放电循环的温度和压力。

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