硫酸氢钠和盐酸反应
氢气,化学式H,分子量2.01588,常温常压下为可燃气体。无色透明,无嗅无味,不溶于水。氢气是世界上已知最小的气体。氢气的密度只有空气体的1/14,即在1个标准大气压、0℃的情况下,氢气的密度为0.089g/L,因此,氢气可以作为飞艇和氢气球的填充气体(由于氢气易燃不安全,飞艇多为氦气填充)。氢是相对分子量最小、还原性强的物质,常作为还原剂参与化学反应。
工业上一般用天然气或水煤气生产氢气,而不是高能耗的电解水。产生的氢气广泛用于石油化工中的裂解反应和制氨。氢分子可以进入许多金属的晶格,产生“氢脆”,这就使得氢的储罐和管道需要特殊的材料(如蒙乃尔合金),设计也比较复杂。
氢能的应用
航空空工业每年排放9亿多吨二氧化碳,氢能是发展低碳航空空的主要途径。氢能在飞机上的应用方式有四种:燃气轮机直接燃烧、燃料电池用于推进或非推进能源系统、燃料电池和燃气轮机的混合组合、氢基合成燃料。
氢气可以与二氧化碳结合产生一种“过渡”燃料,而不需要改变现有的飞机基础设施。考虑到航空空行业的低资产周转率,氢基燃料是航空空行业到2050年实现有意义脱碳的主要途径。目前,全球前10大机场正在探索或已经部署加氢基础设施来辅助运输和物流。对于通勤客机和支线飞机来说,燃料电池推进是最节能、最环保、最经济的选择。对于短途客机,混合动力(氢燃烧和燃料电池)可能是最好的解决方案。欧美的中短程小型氢动力飞机项目正在兴起。对于长途客机来说,合成燃料可能是更具成本效益的脱碳方案。
空乘客制定了氢能飞机的技术路线图:2021年进行地面演示;2023年氢燃料技术验证机首飞;确定2024年氢燃料飞机选型;2025年氢燃料验证机首飞;2035年氢燃料飞机的交付:将氢燃料推广应用于空客运产品,包括直升机产品;氢能用于大型客机。