氫能,當(dāng)然可以作為新汽車的燃料。氫能汽車,就是以氫為主要能量作為動(dòng)力的汽車。一般的內(nèi)燃機(jī),通常注入柴油或汽油,氫能汽車則改為使用氫氣。用燃料電池和電動(dòng)機(jī)取代一般的引擎,即氫燃料電池的原理是向燃料電池中輸入氫,氫原子的電子被質(zhì)子交換膜阻隔,通過(guò)外電路從負(fù)極傳導(dǎo)到正極,成為電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī);而質(zhì)子能通過(guò)質(zhì)子交換膜與氧化合為純凈的水霧排出。這樣的設(shè)計(jì),有效減少了使用其他燃料的汽車造成的空氣污染問(wèn)題。

 

 

氫,乃宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,所以氫能被稱為人類的終極能源。氫的大“倉(cāng)庫(kù)”就是水,如果把海水中的氫全部提取出來(lái),將是地球上所有化石燃料熱量的9000倍。氫的燃燒效率很高,要使內(nèi)燃機(jī)節(jié)油40%,只要在汽油中加入4%的氫氣即可。在美國(guó)、日本、歐盟等國(guó)家和地區(qū),氫能技術(shù)已進(jìn)入系統(tǒng)實(shí)施階段。美國(guó)計(jì)劃到2040年,每天將減少使用1100萬(wàn)桶石油,此數(shù)字正是現(xiàn)在美國(guó)每天的石油進(jìn)口量。對(duì)氫能的研究與開發(fā)在國(guó)際上持續(xù)升溫,相關(guān)技術(shù)得到了快速發(fā)展。

 

 

氫能作為一種高效、清潔的新能源,已在國(guó)際航空航天、民用工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用,其中燃料電池是最好的技術(shù)之一。燃料電池汽車具有的優(yōu)點(diǎn)有:無(wú)污染、高效率、適用廣、無(wú)噪聲、能連續(xù)工作和可積木化組裝等,以氫為燃料的燃燒過(guò)程除了釋放較高熱能外,廢物只有水,真正實(shí)現(xiàn)了污染物“零排放”。美國(guó)在20世紀(jì)50年代,利用液氫作超音速和亞音速飛機(jī)的燃料,用氫發(fā)動(dòng)機(jī)改裝了B57雙引擎轟炸機(jī),實(shí)現(xiàn)了氫能飛機(jī)上天。氫燃料的功勞促成了人類的幾次大事,如1961年蘇聯(lián)宇航員加加林乘坐宇宙飛船遨游太空。

 

 

1969年阿波羅號(hào)飛船實(shí)現(xiàn)了人類首次登上月球的創(chuàng)舉。面向科學(xué)的21世紀(jì),先進(jìn)的高速遠(yuǎn)程氫能飛機(jī)和宇航飛船的商業(yè)運(yùn)營(yíng)已為時(shí)不遠(yuǎn)。古代帝王的夢(mèng)想將被現(xiàn)代的人們實(shí)現(xiàn),這項(xiàng)節(jié)能環(huán)保的能源一定會(huì)被人們廣泛利用的!中國(guó)歷史上的秦始皇統(tǒng)一中國(guó),夢(mèng)想長(zhǎng)生不老,曾積極支持煉丹術(shù)。其實(shí)最早接觸氫的金屬化合物的人就是煉丹術(shù)士。無(wú)奈受當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平所限,多少帝王夢(mèng)想長(zhǎng)生不老或幻想遨游太空,都是登天無(wú)梯。

 

 

后來(lái),俄國(guó)著名學(xué)者門捷列夫在1869年整理出化學(xué)元素周期表,他把氫元素放在周期表的首位,此后從氫出發(fā),尋找與氫元素之間的關(guān)系,為眾多的元素的發(fā)現(xiàn)打下了基礎(chǔ),人們對(duì)氫的研究和利用開始科學(xué)化了。到了1928年,德國(guó)齊柏林公司制造出了“齊柏林伯爵”號(hào)飛艇,利用的就是氫的巨大浮力,并把乘客從德國(guó)運(yùn)送到南美洲,實(shí)現(xiàn)了空中飛渡大西洋的航程。氫是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),請(qǐng)好好利用氫能,讓我們?yōu)槟茉醇磳⒖萁叩牡厍蜃饕环葚暙I(xiàn)吧。

 

 

海水與河水碰撞出的火花——鹽能

人體的新陳代謝離不開鹽,當(dāng)海水與淡水在河口混合時(shí)溫度會(huì)升高0.1攝氏度,同時(shí)會(huì)釋放一種能量一鹽能。全世界河流入?？谔N(yùn)藏的這種能源幾乎能滿足全球20%的電力需求。這是真的嗎?鹽也可以發(fā)電?可能很多人都覺(jué)得難以置信。其實(shí),鹽能發(fā)電主要是利用海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的水之間的化學(xué)電位差能,河海交匯處是它的主要存在區(qū)域。海洋能中能量最大的一種可再生能源就是鹽差能。

 

 

通常來(lái)說(shuō),海水和河水之間的化學(xué)電位差所具有的能量與240米高水位的落差所產(chǎn)生的能量差不多。含鹽度不同的兩種水相遇,水溫一般會(huì)上升0.1攝氏度。荷蘭科學(xué)家認(rèn)為全世界河海交匯處產(chǎn)生的鹽能發(fā)電,幾乎能滿足全世界20%的用電需求。隨著時(shí)代發(fā)展,能源危機(jī)逐漸凸顯,各國(guó)科學(xué)家不得不想盡辦法尋找新能源?，F(xiàn)在,一些專家開始將注意力投向江河與海水交接的地方。那里蘊(yùn)藏著一種不被人熟知的能量,即淡水和咸水間滲透壓力差所產(chǎn)生的能量,專家們將它稱為“鹽能”。

 

 

鹽能到底有多大呢?據(jù)科學(xué)家推算,全世界平均每條江河入海口的滲透壓與240米高的水位落差產(chǎn)生的壓力大小相當(dāng)。即使在最發(fā)達(dá)國(guó)家的水電站中如此高的水位落差也是非常少見(jiàn)的。全球含鹽分最高的海是死海。在那里,淡咸水交匯處的滲透壓是任何水電站都不可比擬的。我國(guó)沿海地區(qū),江河與海水的交匯處也有很多,如果有關(guān)方面能重視鹽能研究,它的前景是不可估量的。挪威和荷蘭開展的混合海水與河水以獲取鹽能的小型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,是人類在江河入?？趯ふ仪鍧嵞茉吹囊环N新嘗試。

 

 

挪威的實(shí)驗(yàn)表明,鹽水吸入淡水時(shí)產(chǎn)生的鹽能與270米高的瀑布產(chǎn)生的電能大小相當(dāng),發(fā)電量可達(dá)500時(shí)左右,用它來(lái)開動(dòng)洗衣機(jī)或?yàn)閹资K燈泡供電綽綽有余。在這之前,國(guó)際上的一些小實(shí)驗(yàn)所獲取的鹽能,只能用來(lái)為極少數(shù)的燈泡供電。挪威和荷蘭的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各有側(cè)重,前者側(cè)重于淡水從膜滲透到鹽滲透,后者則側(cè)重于獲取能釋放電流的鹽微粒。

 

 

盡管兩者所用的系統(tǒng)不同,但有一點(diǎn)是相同的,即都需要將滲透薄膜放置在鹽水與淡水之間。這種薄膜類似于海水淡化廠使用的薄膜,但在厚度上更薄一些。用半透膜將濃度不同的兩種溶液隔開時(shí),濃度較低的溶液中的溶劑會(huì)自動(dòng)透過(guò)半透膜向濃度較高的溶液流動(dòng),直到兩邊化學(xué)位平衡為止,這種現(xiàn)象被稱為滲透。植物細(xì)胞的原生質(zhì)膜、液泡膜都屬于半透膜。植物的根就是利用滲透作用從土壤中吸收水分和礦物質(zhì)的。

 

 

為了開發(fā)能源,無(wú)數(shù)科學(xué)家夜以繼日地工作著。以色列科學(xué)家在死海與約旦河的交匯處進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并且取得了非常滿意的成果。美國(guó)俄勒岡大學(xué)的科學(xué)家利用滲透原理,研制成功了一種新型的滲透壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)。然而要想讓鹽能大規(guī)模地為人類社會(huì)提供電力,還必須將技術(shù)和成本等方面的問(wèn)題解決好。作為這項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)的核心產(chǎn)品,滲透膜的成本很高,目前還無(wú)法進(jìn)行商業(yè)性規(guī)模生產(chǎn)。不過(guò),滲透膜的專門生產(chǎn)商伊萊克特利克公司表示,不久以后滲透膜的造價(jià)就會(huì)有較大幅度的下降。