俄羅斯氫能技術研究邁出的重要一步

    2006年8月7日訊  眾所周知，人類目前使用的主要能源來自石油、天然氣和煤。但石油、天然氣和煤是一種有限的、不可再生的資源。有關專家預測，目前地球上石油和天然氣的貯藏量不足人類使用百年。另外，在人類對石油、天然氣和煤的大量使用過程中，產生了大量的二氧化碳和其他有毒害的氣體，自然環境受到嚴重污染。因此，開發和利用更為廣泛、清潔、高效的新能源成為世界各國科技界非常現實的一個任務。

    氫能是一種清潔、高效的新能源。氫能技術是以氫氣為燃料，空氣為凈化劑，通過化學反應將化學能直接轉化為電能的發電技術。氫能技術對環境無污染，排放物為水蒸氣。氫又是自然界中含量最多的元素，約占宇宙質量的75％。氫的來源十分廣泛，水、石油、天然氣等物質中都含有大量的氫。氫可以氣體、液態和固體金屬氫化物的形式出現。氫能的利用形式多種多樣，可通過內燃機、渦輪機和燃料電池等裝置將氫能轉化為熱能、機械能和電能。氫能可用于交通運輸、供暖、發電等各個方面。因此，氫能技術受到了世界科學界的極大關注。

    俄羅斯對氫能的研究比較早。在前蘇聯時期，“暴風雪”號航天飛機上就使用了以氫為燃料的電池；俄新烏拉爾電化工廠還建立了容量接近100千瓦的以磷酸燃料電池為基礎的電站。目前，前蘇聯從事氫能基礎研究的設施、基本元件和技術仍保留著，俄羅斯科學院有20多所研究所仍在氫能技術領域從事基礎研究和應用開發。

    在氫能技術的研究中，俄羅斯科學院烏拉爾分院電物理研究所處于世界先進地位。目前，氫燃料電池研制中的最大問題是成本很高，利用現有的氫能技術，生產1度電的成本約在1萬到2萬美元之間。如果能將成本降低到1000美元以下，應用前景將非常廣闊。俄研究人員認為，減少氫能燃料電池中的質子交換膜的厚度是降低成本的第一步。目前，全球在燃料電池中使用的質子交換膜的厚度為0．2毫米到0．5毫米，這樣的質子交換膜具有很高的電阻，使用中能量損耗很大，并需要900—1050攝氏度的高溫。如果質子交換膜的厚度降低到10微米，將能使電阻降低許多倍。俄研究人員已研制出大小為0．01微米的顆粒，用1000層這樣的顆粒覆蓋的薄膜，就成為了厚度為10微米的質子交換膜。同樣，可以用這樣的顆粒制成電極，它具有很高的活性，燃料電池的成本將得到再次降低。

    從上世紀90年代開始，一些科學家開始研究用于交通動力的燃料電池，而燃料電池在俄羅斯汽車工業中已經得到應用。2001年，俄羅斯伏爾加汽車制造廠與俄烏拉爾電化工廠、俄“能源”公司合作研制出第一臺使用燃料電池的汽車“拉達1”，2003年又研制出“拉達2”。這種汽車發動機由貯氫容器、燃料電池、補燃器和電動機四大部分組成。據悉，該廠下一代燃料電池汽車正在研發中。同時，為了在未來全球燃料電池汽車領域占有一席之地，該廠還制定了研制燃料電池汽車的長遠規劃。

    2年前，俄羅斯科學院與俄羅斯最大的有色金屬“諾里日斯基”鎳公司簽訂了在氫能技術領域開展長期合作研究和開發的協議計劃。該計劃的主要任務是：在俄羅斯建立從氫能技術基礎研究到試驗開發過程的綜合體系；在氫能和燃料電池發展上選擇關鍵研究方向；在俄羅斯科學院建立鈀中心，研究金屬鈀及其化合物產品的深加工；計劃在今后2到3年的時間內研制出用戶需求的氫能技術產品，例如微型燃料電池，并進入市場競爭。

    “諾里日斯基”鎳公司占有全球50％以上金屬鈀的市場。金屬鈀是生產氫的最好催化劑，而全球3/4的貴重金屬鈀都儲存在俄羅斯。有關人士指出，“諾里日斯基”鎳公司參與氫能技術研究表明，俄羅斯已決心在氫能技術領域加大研究開發力度，力爭做世界領先者。

氫能　新能源　二次能源

上一篇：福特宣布下半年將推出全球首輛氫燃料汽車
上一篇：氫經濟：徘徊在爭論中
您看了本文章后的感受是：