液氨有望成为绿色新能源

时间:2010-12-31 15:01:58  来源:成都日报  作者:  点击:
    在一些卫生条件不太好的厕所里,我们有时会闻到一种刺鼻的气味,其中就有氨气在作怪。我们很难把刺鼻的氨气和燃料联系起来。最近,日本科学家找到了一种廉价的合成氨技术,有望让液氨进入绿色新能源的大家庭。有科学家预测,氨能甚至有望取代氢能,成为重要的新一代绿色新能源。

    氨气在常温下是一种无色有刺激性臭味的气体,这使得人们对之退避三舍。目前,在生活中氨气往往不单独使用,要么用于制造工业用的冷却剂,要么用于制造农业用的肥料。鲜为人知的是,氨气是一种清洁的可燃气体。氨气是由氮元素和氢元素组成的一种化合物,1个氨分子中含有1个氮原子和3个氢原子,氨气在完全燃烧后只会产生水和氮气两种化学物质。这两种物质都不是污染性物质,不会危害人和其他生物的健康。

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    既然氨气燃烧起来清洁无污染,为何以前没有推广使用?这是因为氨气作为一种燃料有三大局限性。第一,氨气本身是一种污染性气体,如果储藏不善泄漏出去,会危害人体健康,对人体的皮肤、呼吸系统和神经系统造成损伤,吸入过多甚至有丧命之忧。第二,制造氨气的成本太贵,目前工业上制造氨气是在高温高压的条件下,利用催化剂把氮气和氢气合成氨气。第三,氨气在空气中不能燃烧,需要在纯氧中才能燃烧。 字串7

    在氨气的三大局限性中,最困难的是如何降低制造成本的问题,因为避免泄漏的问题比较好解决,需要纯氧也不难。要降低制造成本,则需要技术上的突破,因为氨气的合成比较昂贵。传统合成氨气的方法贵主要是因为需要高温高压,这是一个高耗能的过程。而日本东京大学“催化反应工程学”副教授西林仁昭带领的研究小组,成功研发出一种新技术,他们通过使用一种含“钼”的化合物作为催化剂,可以在常温常压之下完成氨的合成,合成过程不需使用任何其他燃料,大幅减少了氨合成的成本。 字串6

    通过分析氨气的合成过程我们可以发现,合成氨气需要氢气,而且氢气本身就是可燃气体,燃烧条件又比氨气要求低,不需要纯氧,在空气中就可以燃烧。可以说,氨燃料其实是氢燃料的一个变种。也许有人会问,既然氢气本身就可以燃烧,我们为何要把它合成氨气呢?这是不是有些多此一举?

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    这是因为氢气作为一种燃料在使用过程中有两个问题,一个是储存和运输问题,一个是安全问题。氢气的燃点很低,燃烧很剧烈,作为家用燃气极容易发生爆炸。氢气密度很小,如果作为交通工具的燃料,则必须进行液化后存储和运输,偏偏氢气很难液化,因为它的液化温度是零下253摄氏度。目前,往往是用一些特殊的且昂贵的合金材料或金属化合物来储存氢气。 字串6

    如果把氢气变成氨气,那些不利的因素都被消除了。首先,氨气的液化温度是零下33℃,这个低温相对比较容易达到。液化过后,氨就可以像石油那样储存和运输了,非常方便。另外,氨气不能在空气中直接燃烧,它的安全性比石油和氢气要高得多。即使不考虑氨气本身的污染性,氨气的安全性也决定了我们在家中煮饭烧水时不能用氨气这种燃料。

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    有科学家预测,如果西林仁昭等人合成氨的技术能够在工业上得以推广,那么氨将很快取代氢,成为一种重要的绿色新能源。在将来,液氨可能作为一种交通工具的燃料而被广泛使用。各地可能出现不少液氨燃料站。液氨不但将成为汽车和轮船的燃料,还可以成为航空航天的重要燃料。对航空航天领域来说,液氨的安全性将成为它被选作燃料的一个特别重要的因素。

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