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氫的（簡(jiǎn)介，物理性質(zhì)，運(yùn)輸）
Release Time：2021-09-17氫的簡(jiǎn)介
開始元素周期表之旅，第一個(gè)遇到的元素是氫，它的化學(xué)符號(hào)是H。它是宇宙中第一個(gè)也是最基本的元素。它也是元素周期表中最輕的元素，宇宙中90%的原子都是氫原子?；瘜W(xué)家拉瓦錫給了氫這個(gè)名字。它的名字來(lái)自希臘語(yǔ)“hydro”，意思是水。拉瓦錫知道它存在于每個(gè)水分子中。
氫的物理性質(zhì)
※氫是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，是所有氣體中密度最低的。氫氣被視為未來(lái)的清潔燃料，由水生成并在氧化后返回水。
※氫存在于水和生物體的幾乎所有分子中。它仍然與碳和氧原子結(jié)合?？梢哉f(shuō)是宇宙中含量最豐富的元素。
※氫以氣體的形式存在于大氣中，體積為百萬(wàn)分之一。氫氣是一塵不染、無(wú)毒且安全的，可以從各種不同的來(lái)源生產(chǎn)、運(yùn)輸和大量?jī)?chǔ)存。
※氫被命名為能量載體，因?yàn)樗鎯?chǔ)了首先在其他地方產(chǎn)生的能量。
※這種元素是在 16 世紀(jì)人工生產(chǎn)的。它被命名為氫，其希臘語(yǔ)名稱為“水前體”
氫的運(yùn)輸
氫氣是一種超輕氣體，在標(biāo)準(zhǔn)壓力條件下，即大氣壓下，它占據(jù)相當(dāng)大的體積。氫是整個(gè)宇宙中最輕的氣體。一升這種氣體在正常大氣壓下僅重 90 毫克，這意味著氫氣比我們呼吸的空氣輕 11 倍。為了有效地儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣，必須顯著減少該體積，因此，必須使用以下技術(shù)之一增加其密度：
1.氣態(tài)高壓儲(chǔ)存運(yùn)輸
在恒定溫度下減少氣體體積的最簡(jiǎn)單方法是增加其壓力。因此，在 700 bar（正常大氣壓的 700 倍）下，氫氣的密度為 42 kg/m3，而在正常壓力和溫度條件下為 0.090 kg/m 3。在這個(gè)壓力下，一個(gè) 125 升的罐可以儲(chǔ)存 5 公斤的氫氣。今天，大多數(shù)汽車制造商都選擇了在高壓下以氣態(tài)形式儲(chǔ)存氫氣的解決方案。這項(xiàng)技術(shù)使我們能夠儲(chǔ)存足夠的氫氣，讓使用燃料電池的汽車在加滿油之間行駛 500 至 600 公里。
2.以液體形式運(yùn)輸
在有限體積內(nèi)儲(chǔ)存最大量氫氣的最先進(jìn)技術(shù)是通過(guò)將氫氣冷卻到非常低的溫度將其轉(zhuǎn)化為液態(tài)氫。當(dāng)氫氣冷卻到低于 -252.87 °C 的溫度時(shí)，它會(huì)變成液體。在 -252.87°C 和 1.013 bar 下，液態(tài)氫的密度接近 71 kg/m3。在這個(gè)壓力下，一個(gè) 75 升的罐中可以儲(chǔ)存 5 公斤的氫氣。為了將液態(tài)氫保持在該溫度，儲(chǔ)罐必須完全隔離。目前，以液態(tài)形式儲(chǔ)存氫被保留用于某些特殊應(yīng)用，如太空旅行等高科技領(lǐng)域。例如，由 Air Liquide 設(shè)計(jì)和制造的 Ariane 發(fā)射器上的油箱裝有 28 噸液態(tài)氫，可為中央發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料。這些坦克是技術(shù)實(shí)力的真正例子：它們的空載重量?jī)H為 5.5 噸，外殼厚度不超過(guò) 1.3 毫米。
3.以固體形式運(yùn)輸
以固體形式儲(chǔ)存氫，即儲(chǔ)存在另一種材料中，也是一種很有前途的研究途徑。以固體形式儲(chǔ)存氫的方法是涉及材料對(duì)氫的吸收或吸附機(jī)制的技術(shù)。一個(gè)例子是通過(guò)氫與某些金屬合金的反應(yīng)形成固體金屬氫化物。這種吸收是氫與構(gòu)成這些材料的原子發(fā)生可逆化學(xué)結(jié)合的結(jié)果。最有前途的材料由鎂和鋁酸鹽組成。這些材料中只能儲(chǔ)存少量氫，這是目前該技術(shù)的主要缺點(diǎn)。事實(shí)上，目前最好的材料產(chǎn)生的氫氣重量占罐體總重量的比例不超過(guò) 2% 至 3%。在考慮大規(guī)模應(yīng)用之前，掌握某些關(guān)鍵參數(shù)也很重要，例如動(dòng)力學(xué)（電池性能）以及這些材料中氫的充放電循環(huán)的溫度和壓力。
