FM十万个为什么:氢是如何给车动力的?
2017年度中国科学十大进展中:科学家针对甲醇和水液相制氢反应的特点,开发出新型原子级分散的铂-碳化钼双功能催化剂,实现了在低温下高效产氢效率。《十万个为什么》节目邀请 中国科学院大学物理科学学院 郑阳恒教授,讲述新型催化剂是如何制氢的。
氢能源
世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向,在光的作用下将水分解成氢气和氧气,关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究,但至今尚未有重大突破,但它蕴育着广阔的前景。
随着太阳能研究和利用的发展,人们已开始利用阳光分解水来制取氢气。在水中放入催化剂,在阳光照射下,催化剂便能激发光化学反应,把水分解成氢和氧。例如,二氧化钛和某些含钌的化合物,就是较适用的光水解催化剂。人们预计,一旦当更有效的催化剂问世时,水中取“火”——制氢就成为可能,到那时,人们只要在汽车、飞机等油箱中装满水,再加入光水解催化剂,那么,在阳光照射下,水便能不断地分解出氢,成为发动机的能源。
催化剂
在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。 催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位,例如,合成氨生产采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。
氢的形态
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如何制氢
01
甲醇和水在液态情况下,经过铂与碳化木的催化可以制得氢。
传统能源VS氢能源
02
传统能源,又称化学能源,主要为煤,石油,天然气等,是数万年以来动植物形成的化合物。这些能源的特点主要是它们都含有碳,燃烧后会产生大量有害物质。而氢能源燃烧产物只有水。
为何选择氢作为燃料
03
能量密度高,燃烧产物没有污染,是清洁能源。
拓展阅读
氢气会爆炸吗?
氢气在空气中点燃可能发生爆炸,按理论计算,爆炸最猛烈百分数是多少。氢气爆炸极限是4.1%~74.2%(体积浓度),意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.1%~74.2%之间时,遇火源就会爆炸,而当氢气浓度小于4.1%或大于74.2%时,即使遇到火源,也不会爆炸。
编辑:张莹莹
监制:袁林辉、龙敏
发展氢燃料电池的关键是什么
上海新闻广播FM93.4/AM990
《十万个为什么》
首播:周一到周日18:30 -- 19:00
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