世界许多国家都(dou)很重视氢能源(yuan)的(de)研(yan)究(jiu),并且(qie)不断取得新(xin)成果。
石(shi)油和煤等矿物(wu)燃料是当(dang)(dang)前世(shi)界的主要能源,然而这些(xie)燃料总(zong)有枯(ku)竭之日(ri),再(zai)说对环境(jing)的污(wu)染(ran)也非常严重(zhong)。因此,探索和研究可以替代的新能源已成为(wei)(wei)当(dang)(dang)今世(shi)界科学技术领(ling)域(yu)的重(zhong)要课题之一。氢(qing)是一种储量极为(wei)(wei)丰富的元素,在每个水分子中就有两个氢(qing)原子,而且氢(qing)燃料又被称为(wei)(wei)不污(wu)染(ran)环境(jing)的“清(qing)洁能源”。
目(mu)前世(shi)界氢能源的研究与(yu)开发主要是解决氢的生产(chan)、储存、运(yun)输和使(shi)用(yong)等方面的技术,经过努力已取得(de)一些(xie)令人鼓舞的成果。
由于水分子中的(de)(de)(de)氢原子结(jie)合得十分紧密,用电解方法提取(qu)氢必然耗费大(da)量的(de)(de)(de)电力,使得生产(chan)(chan)成本(ben)太高(gao)。欧(ou)洲(zhou)的(de)(de)(de)一些国家(jia)与加(jia)拿大(da)联(lian)合开发出一项提取(qu)氢的(de)(de)(de)新技(ji)术,利用高(gao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)分子离子交换(huan)膜对水进行电分解,据说(shuo)使氢的(de)(de)(de)生产(chan)(chan)成本(ben)降低到(dao)和(he)天然气大(da)体(ti)相同的(de)(de)(de)水平(ping)。
为降低(di)氢(qing)的生(sheng)(sheng)产成本,美(mei)国夏(xia)威夷(yi)大学开发出(chu)光电化(hua)学技术,就(jiu)是把一(yi)片很薄的半导体(ti)悬于水中(zhong),仅利用(yong)太阳能就(jiu)可以生(sheng)(sheng)产出(chu)氢(qing),美(mei)国能源部(bu)的官员说(shuo),这项技术正在从实验室(shi)走向大规模生(sheng)(sheng)产,可在5年内生(sheng)(sheng)产出(chu)一(yi)套加工系(xi)统。此外,美(mei)国还开发出(chu)一(yi)种生(sheng)(sheng)物(wu)学制(zhi)氢(qing)技术,就(jiu)是利用(yong)光照射某种海藻或(huo)悬于水蒸气中(zhong)的细菌,使(shi)这些有机(ji)物(wu)像(xiang)一(yi)个自发的活(huo)的反应体(ti)一(yi)样从水中(zhong)产生(sheng)(sheng)氢(qing)气。
氢(qing)(qing)(qing)的(de)(de)质量(liang)小(xiao),单(dan)位体积所含的(de)(de)能量(liang)要比(bi)汽油甚至天然气少,它必(bi)须经过压缩(suo)或在(zai)极低的(de)(de)温度(du)下液化(hua),才(cai)能达到成(cheng)为(wei)一种有用(yong)的(de)(de)燃(ran)料(liao)的(de)(de)浓度(du)。因(yin)此,科学(xue)家(jia)研究出(chu)氢(qing)(qing)(qing)的(de)(de)固态储存(cun)方(fang)法,就是利用(yong)合金(jin)和活性碳这(zhei)样的(de)(de)材料(liao)吸(xi)收(shou)和存(cun)储氢(qing)(qing)(qing)。当将这(zhei)些(xie)(xie)材料(liao)制成(cheng)的(de)(de)容器冷却和压入氢(qing)(qing)(qing)时(shi),这(zhei)些(xie)(xie)称为(wei)金(jin)属氢(qing)(qing)(qing)化(hua)物的(de)(de)活性碳或合金(jin)就能够使氢(qing)(qing)(qing)燃(ran)料(liao)的(de)(de)浓度(du)可与压缩(suo)天然气系统(tong)相比(bi),而且重量(liang)体积小(xiao)。使用(yong)时(shi)加热这(zhei)一储存(cun)系统(tong)或降低其内部压力,氢(qing)(qing)(qing)就会释(shi)放出(chu)来。这(zhei)一储存(cun)系统(tong)正处于对氢(qing)(qing)(qing)汽车和其他方(fang)面的(de)(de)试用(yong)阶段。
在(zai)氢燃料的(de)使(shi)(shi)用(yong)技术方面(mian),美国目前已研制出氢燃料电池和使(shi)(shi)用(yong)氢的(de)发动机。欧洲研究出的(de)第一(yi)辆氢能(neng)(neng)源(yuan)公(gong)共汽车已进行(xing)试运行(xing),其液态氢容器(qi)只有125升,靠它一(yi)次可驶70公(gong)里。目前正加以改进,为氢能(neng)(neng)源(yuan)更加广泛(fan)利用(yong)开辟新(xin)的(de)途径(jing)。
氢能源(yuan)正处(chu)于(yu)技(ji)术开(kai)发(fa)阶段,但进(jin)展是比较快的(de)。专家们认为,10到20年后(hou),氢将开(kai)始进(jin)入如(ru)今以(yi)石油和(he)天然(ran)气(qi)为主导(dao)的(de)能源(yuan)市(shi)场(chang)——这些市(shi)场(chang)包括家庭取暖、做饭、工业热(re)力和(he)运输等,到21世纪中叶,氢有可能成为取代(dai)石油的(de)“第三(san)代(dai)燃料”。
1.“氢能(neng)源”的特点是什(shen)么?请(qing)简要概括。(不(bu)超过15个字(zi))
2.第3段中“一(yi)些(xie)令(ling)人鼓舞的成(cheng)(cheng)果(guo)(guo)”,主要是指哪些(xie)方面的成(cheng)(cheng)果(guo)(guo)?
3.从文中(zhong)看,研究氢(qing)生产技术的主要目(mu)的是什么(me)?
4.文中哪句话可(ke)以概括本文的主要内容?
5.从全(quan)文看,哪些信息可以作为“到(dao)21世纪中叶(ye),氢有可能(neng)成(cheng)为取(qu)代石油的(de)‘第(di)三代燃料(liao)’”这一说法的(de)依据?
参考答案:
1、储量丰富,无污染。
2、用高性能(neng)的分子(zi)离(li)子(zi)交(jiao)换膜对水进行电(dian)分解,光电(dian)化学技术生产出氢、固态储存氢的方法。
3、替换石油和煤
4、世(shi)界(jie)许多国家都很重(zhong)视氢能源的研究,并且(qie)不断(duan)取得新成(cheng)果。
5、美国目前已(yi)研制出(chu)氢(qing)(qing)燃料电池和使用氢(qing)(qing)的发(fa)动机(ji)。欧洲研究出(chu)的第一辆氢(qing)(qing)能源(yuan)公(gong)共汽车已(yi)进行试运行。