燃料電池也會進入家庭哦!
燃料電池的原理是什麼?
至今為止,家庭使用的電幾乎都是從發電站送來的。不過,水力、
火、原子能的大型發電站,大多建在距離人們住所很遠的地方。進行水 力發電的水壩位於山裏,而火力和電子能發電站為了便於運送燃料,大 多建在離海較近的地方。
無論怎樣都要開墾自然來進行建設是人們煩惱的根源。而且在通過電 線傳送到遙遠城市的過程中,要損耗大約三成的電力,這也是十分浪費 的。或許最好的辦法是能夠在大量使用電力的地方進行發電。
於是,燃料電池廣受人們的期待。它能夠放置在家庭、工廠和大樓等 場所,不斷地製造出電來。2003 年作為家用燃料電池誕生的年份,可 能會在歷史上留下一筆吧。在這裏,讓我們來看看它的原理吧。
水這種物質是由氫和氧原子構成的。有電通過時,水就會分解成氫和 氧。
水+電→氫+氧
將它反過來看一看。
氫+氧→水+電
和剛才的公式相同。也就是說氫和氧結合就會形成水,同時會產生電 來。其實,英國的一位名叫格羅貝的法官在1839 年左右就已經發現這 一原理。在福特電池誕生不久,就已經發現燃料電池的原理,這真是一 件了不起的事啊。
不過,氫這種元素非常難以控制。一不小心就可能發生爆炸。雖然明 白了它的原理,但是要加以實用化非常困難,於是就一直拖到了現在。
對自然有哪些益處呢?
燃料電池作為非常有益於自然保護的電池,受到人們的期待。比如說,在火力發電中必須燃燒大量的石油和煤炭。這些燃料據說到 一定時候就會耗盡。而燃料電池可以利用氫和氧這種地球上大量存在的材料產生電力。
由此產生的只有水。如果燃燒煤炭和石油,則無法做到這一點。不管怎麼做,都會產生出對人類有害並會導致地球溫室效應的氣 體。火力發電站雖然很好地安裝上了消除地球溫室效應氣體的裝置,但是通過燃燒汽油行駛的汽車中卻無法安裝大型的裝置,所以 會排放出尾氣來。因此,如果汽車能通過燃料電池的電力行駛,從這一點來看,也應當是有助於環境保護的。
大家認為無需汽油等燃料、不排放尾氣、只產生水的燃料電池,最初是用在什麼地方呢?對,是宇宙火箭推進器。普通電池和發 電機過於笨重,而太陽能電池又必須伸出很大的翅膀。于1958 年創立的 NASA(美國宇航局)最早開始注意燃料電池,從 1968 年的 阿波羅7 號開始,一直都使用燃料電池。正好還能產生出可飲用的水。
為了在宇宙中加以使用,燃料電池的開發以極快的速度推進。到了20 世紀 90 年代,嚴格規定全世界汽車排放尾氣標準的法律誕生,
能否將燃料電池用於汽車的研究勢在必行。如果也能在家庭、大樓、工廠使用的話就更好了。汽車公司、電力公司、電器產品生產 廠家等都爭先恐後地進行開發。
為難的還是如何製造氫。氧在空氣中大量存在,而氫卻做不到這一點。從哪里提取氫最好呢?最好是搬運方便、而且用於提取氫 的材料還要簡單便宜。如果直接使用工廠製造的氫,則很難搬運到家裏。全世界科學家花了許多工夫,想到了從酒精的一種——甲 醇、汽油和家裏一直使用的燃氣等中提取氫的辦法。
多虧了這些努力,目前在所有的發電方式中,燃料電池是使用效率最高的。從使用效率高這一點來看,由於不浪費燃料,光這就 可以說是對自然有益的。
用燃料電池可以洗淋浴嗎?
燃料電池不斷地變小,不光能用於家庭,還可以用於飲料等自動販 賣機等設備中。不過,燃料電池的優越性,還不僅僅在產生電這一點 上。
在宇宙中使用時,用燃料電池製造出水也是其優點之一。如在城市 里加以使用,還可以在災害發生時作為飲用水和沐浴水加以利用。
另一個與眾不同的優點是,燃 料電池在發電時產生的熱能也能 加以利用。將氫和氧加以結合的 過程,和燃燒氫一樣,會產生出 熱能。火力發電雖然也會產生熱 能,但是對遠離城市的發電站中 產生的熱能加以良好利用是很困 難的。如果家庭中有燃料電池的
話,用其熱量就能將水加熱到60 度左右,因此非常適合淋浴和地板取 暖裝置。
如果在冬天的寒冷時期也能洗上溫暖的淋浴,恐怕是非常慶幸的事 了。
在醫院和飯店等需要長時間供應熱水的場所,正開始嘗試良好地運 用這種熱能。當聽到“利用工業廢熱發電”(簡稱廢熱發電)這個詞 時,如果能想到這是活用發電產生的電和熱兩者就很好啦。
如果要說起有關燃料電池的有趣嘗試,那麼在生活廢水處理廠和工 廠中,正在採用一種不同的提取氫的方法。由於不能將生活廢水、工 廠排水和污泥不經處理就排放到河流中,因此需要暫時加以儲存,利 用細菌等進行分解淨化後再排放到河流中。其分解時會產生出沼氣。
因為這種沼氣中含有大量的氫,所以將它提取並送到燃料電池中,就 可以產生出生活廢水處理廠和工廠中使用的電、水和熱。
燃料電池真的是以各種形態發揮著作用啊。
手機使用哪些電池呢?
使 用 哪 些
電 池 呢
?
大家聽到過“移動裝置”這個詞嗎?它的意思是手機和筆記本電腦等可在移動狀態下使用的便捷工具。這 些移動工具不能從插座上拉出長長的電線,如果是用普通電池,必須要更換好多次。在這種時候,充電電池 變得非常有用。如果採用大而笨重的電池會很麻煩,因此人們追求小巧而輕便的電池。
鉛等重金屬搬運時過於沉重。在20 世紀初期,愛迪生發明了鎳鐵蓄電池。鎳和鐵要比鉛輕得多,壓成薄板 後能製造出結實的電池來。如果用薄板製成外殼,光是這部分也能變得小巧起來。
同時期在瑞典發明的鎳鎘電池,至今仍得到廣泛使用。它可以反復多次使用而且充電時間很短。而且也適 合需要大電流的器材。雖然價格比鉛貴,但是因為能長時間使用,所以相對比較便宜。被運用於無繩電動螺 絲刀等工具和袖珍吸塵器(小型的吸塵器)等需要動力的工具中。
手機和筆記本電腦並不象電動螺絲刀那樣一下子使用很多電力,只要能一點點緩緩地提供電能就可以,而 且重要的是要更輕便小巧。於是就開發出了鎳氫電池。雖然無法輸出大電流,但是1 次充電後可以使用的時 間卻大大延長了。而且,現在還開發出鋰電池這種小巧輕便的電池來,幾乎可以運用於所有的手機、筆記本 電腦、數碼相機等設備當中。
使用哪些電池呢?
大家聽到過“移動裝置”這個詞嗎?它的意思是手機和筆記本電腦等可在移動狀態下使用的便捷工具。這 些移動工具不能從插座上拉出長長的電線,如果是用普通電池,必須要更換好多次。在這種時候,充電電池 變得非常有用。如果採用大而笨重的電池會很麻煩,因此人們追求小巧而輕便的電池。
鉛等重金屬搬運時過於沉重。在20 世紀初期,愛迪生發明了鎳鐵蓄電池。鎳和鐵要比鉛輕得多,壓成薄板 後能製造出結實的電池來。如果用薄板製成外殼,光是這部分也能變得小巧起來。
同時期在瑞典發明的鎳鎘電池,至今仍得到廣泛使用。它可以反復多次使用而且充電時間很短。而且也適 合需要大電流的器材。雖然價格比鉛貴,但是因為能長時間使用,所以相對比較便宜。被運用於無繩電動螺 絲刀等工具和袖珍吸塵器(小型的吸塵器)等需要動力的工具中。
手機和筆記本電腦並不象電動螺絲刀那樣一下子使用很多電力,只要能一點點緩緩地提供電能就可以,而 且重要的是要更輕便小巧。於是就開發出了鎳氫電池。雖然無法輸出大電流,但是1 次充電後可以使用的時 間卻大大延長了。而且,現在還開發出鋰電池這種小巧輕便的電池來,幾乎可以運用於所有的手機、筆記本 電腦、數碼相機等設備當中。