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氫能悄悄闖入生活

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這可能嗎?

1839年,英國物理學家格魯夫第一次成功實現電解水逆反應並產生電流、提出氫能燃料電池基本原理

事實上,現在不少美國家庭已享受到了這一切。創造這神奇的就是--氫能燃料電池。在美國,天然氣已是到家到戶,經過燃料重整器後,再經過一個家用的燃料電池發電供熱裝置,制取出氫氣用以供電,熱的純淨水隻是"有用"的副產品。

初涉化學的中學生就知道,電解水生成氫氣和氧氣,可哪裡來的電流呢?記者專程采訪了在這一領域研究多年的歸國留學生、理學博士胡裡清。

胡裡清介紹,氫能燃料電池的原理其實很簡單,關鍵是夾在中間的一層質子交換膜,一邊是作為燃料的氫氣,一邊是空氣中的氧氣。氫氣在催化劑的作用下,分離成帶正電的氫離子和帶負電的電子,電子在外電路形成電流,氫離子則穿過中間的質子交換膜,與氧氣經催化"結合"生成水。由此,氫裡蘊藏的化學能直接轉化為電能,整個過程不排放任何有毒有害氣體,唯一的副產品隻是熱的純淨水,當然可以直接使用。

作為燃料的氫氣來源極廣,可通過石油、天然氣重整制取,也可利用太陽能、風能發電制取,還可利用垃圾通過生物方法制氫,工業制氫可通過電解水進行大規模生產。

自1839年英國物理學家兼律師威廉•羅伯特•格魯夫在實驗室第一次成功實現電解水逆反應並產生電流、提出氫能燃料電池基本原理的一個半世紀以來,燃料電池除了被用於宇航等特殊領域外,極少受到人們關注。20世紀60年代,在美國宇宙飛船"雙子座"和"阿波羅"上,首次應用了可同時供應電力和飲用水的燃料電池繫統。

近十年來,氫能燃料電池技術開始在世界各國得到重視和發展

在美國,氫能燃料電池已被政府列為使國家保持經濟繁榮和維護國家安全必須發展的27項關鍵技術之一。美國《時代周刊》將它評為21世紀對人類生活有重要影響的十大技術之一。根據美國能源部1992年制定的氫能計劃,到2010年,在美國銷售的四分之一的汽車,必須是采用燃料電池的氫能源汽車。冰島政府計劃最遲2003年,在首都地區投入燃料電池公共汽車,並在2030-2040年間使所有交通工具實現燃料電池化。

1999年,世界著名的殼牌石油公司,在荷蘭開設了世界上首個氫氣事業公司"殼牌氫氣",專門從事研究開發車用氫氣發生器以及儲氫容器。有關人士表示,電力、燃氣和石油業界間的圍牆,今後可能被逐步拆除,能源供應將集中於氫氣和電力。

燃料電池電動車以其零排放、高效、安全及巨大潛在市場,被公認為最佳的汽車替代技術。正如奔馳公司董事長所言:"燃料電池就是汽車工業的未來"。據悉,通用汽車公司已經制定了在未來10年內大量銷售燃料電池汽車的計劃,凡通用汽車公司生產的汽車將全部是燃料電池汽車,此舉將有可能引發汽車產業的又一次重大變革。

1997年起,世界各大汽車廠商紛紛加入燃料電池汽車的研發競爭,爭先宣布燃料電池汽車計劃並競相推出樣車。同年4月,戴姆勒-奔馳公司投資2億加元與著名的燃料電池企業巴拉德公司合資開發燃料電池汽車發動機,計劃今年實現燃料電池公共汽車商業化,2005年燃料電池汽車全面投放市場。豐田公司幾乎同時宣布投資8億美元開發非石油燃料發動機,尤其是氫燃料電池車。次年4月,福特公司投資4﹒2億美元加入奔馳-巴拉德聯盟。

去年1月底特律汽車展上,通用公司推出了續駛裡程800公裡、最高時速190公裡的"Precept"概念車,引起轟動。通用公司的"氫動一號"燃料電池汽車還作為馬拉松比賽的開道車出現在2000悉尼奧運會的賽場上。

我國也於1997年將燃料電池技術與燃料電池電動車列入"九五"國家科技計劃,其中上海神力科技有限公司承擔的攻關項目日前完成

最近,"氫能的規模制備、儲運及相關燃料電池的基礎研究"入選2000年國家重點基礎研究項目,質子交換膜燃料電池電動車項目已被列入國家"十五"期間863重大科技攻關專項。日前,上海神力科技有限公司完成了國家"九五"科技攻關專題"30千瓦質子交換膜燃料電池動力繫統研制"。

師從我國著名化學家黃維垣院士的胡裡清博士,畢業後赴美留學,後在加拿大巴拉德能源繫統公司從事了近8年質子交換膜燃料電池的研發工作。1998年回國後,在上海奉浦工業區創辦了上海神力科技有限公司,任863計劃課題"質子膜燃料電池用含氟離子交換膜的研制和開發"項目的技術指導,並在國家"九五"重點科技攻關項目"30千瓦質子交換膜燃料電池組動力繫統研制"中擔任負責人。不久前,胡裡清被科技部提名為國家"九五"科技攻關先進個人。神力公司研制出國內首輛使用質子交換膜燃料電池的電動遊覽車,在去年的工博會上一經亮相,就引來多方關注,上海野生動物園等多家單位主動與之聯繫洽談。

目前,世界範圍內的氫能燃料電池產業正在逐步形成,相關產業已初具雛形,在未來10年內北美產業群總產值預計可達950億美元。國家能源界預測,21世紀氫能將取代煤、石油、天然氣等化石能源而進入氫能源經濟、燃料電池是繼水力、火力、核能之後的第四代發電裝置。

21世紀,人類將告別化石能源時代,步入氫能時代!

(上海科技報 吳國瑛)
    • 中國首輛氫能燃料電池車在滬研制成功
    • “燃料電池”在滬問世 氫能時代不再遙遠
    • 為了早日迎來“氫能”時代
    • |上海新聞|盧灣區將花200億元打造新盧灣(24日 01:19) |科教衛新聞|氫能悄悄闖入生活(24日 01:12)




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