氢作为一种能源供应

了解电解可以拯救地球,也可以提高你的考试成绩……
2022年6月13日

采访

戴夫Ansell

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氢原子

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说到储存能量,它不需要以电力的形式储存,尽管电池技术的进步意味着这种储存方式变得越来越实用,我们将在稍后的节目中听到安装家用电池为家庭供电的趋势。另一种有吸引力的储能解决方案是氢。这很容易做到:你把可再生能源产生的电转化为水,然后用电能把水分解成氢和氧。你可以把氢气输送到管道里,或者输送到一种叫做燃料电池的装置里,这种装置可以逆转这种反应,并返回电和水。物理学家戴夫·安塞尔是世界上最好的科学演示开发者之一,所以我们请他向哈利·刘易斯展示这是如何工作的……

哈利-戴夫,我们有什么发现?我们面前是什么?

戴夫:我有两根电线,它们将有效地来自太阳能电池板。它们基本上只是连接在一些水中的另外两条电线上。

哈利-这是电解,对吗?这就是我们要做的吗?

戴夫:是的。我们所做的就是让电通过水。实际上,电通过像水这样的液体的方式是让离子运动。所以带正电的H离子往一个方向移动而带负电的OH离子往另一个方向移动。当离子到达它们被吸引的负极时,它们就会形成氢气。当OH -离子到达正极时它们会形成氧气。

哈利-所以如果我们按下开关,我们是要启动电流还是提供电压?

戴夫-是的。我们会按开关的。如果你仔细观察……

哈利——两边都有气泡。

戴夫:是的。所以你可以看到氢这边产生的气泡比氧这边多,因为水是h2o所以氢是氧的两倍。

我们怎么知道我们有氢和氧呢?

戴夫:我要往水里加一些肥皂,这可能意味着气泡会更稳定,我们可以把它混合进去,但我们要等一会儿,希望能收集到一堆充满氢和/或氧的气泡。

哈利:我们还有一点时间,因为肥皂泡正在我们的肥皂混合物中形成。然后我们用它来做什么?

戴夫:通过这个演示,你可以做的一件事是如果你把电极放在那里,你可以把它插到电压表上,它就会产生电压。这里不是很稳定。这不是一个很好的系统,因为你失去了气体,它粘在电线上。但如果你能制造一个合适的燃料电池,你基本上就能制造出一个电池,你可以通过添加氢和氧来充电。

哈利——对。有趣。如果你不做燃料电池,还有其他方法可以利用这些氢吗?

戴夫:嗯,最简单的方法就是把它烧掉,这样你就可以把它放进管道里,用更环保的东西来补充你的天然气。然而,对我来说,这似乎有点浪费,因为有很多你首先要做的事情,都需要氢。制造肥料,这是目前的一个大问题,由氮气和氢气组成,在高压下它们一起反应产生氨。人们正在讨论用氢代替碳来冶炼铁,这同样会使另一个行业脱碳。

哈利-所以我们被包围了。这意味着我们可以走了吗?我们现在该怎么办?

戴夫-点根火柴。

哈利——哦,声音比我想象的大得多。那很好。不是吗?

戴夫:很好。就像你们在学校学到的,氢会发出吱吱的爆裂声。

哈利——氢气确实发出了吱吱的噗噗声。

戴夫:很明显,那声音释放了大量的能量,我们通过电解水来储存这些能量。很明显,这些能量可以用燃料电池或者通过燃烧氢气,就像我们刚刚做的那样。

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