為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)苛的自然環(huán)境和年復(fù)一年的環(huán)境污染,各國都在積極研發(fā)環(huán)保能源。無論是美國轟轟烈烈的巖氣革命還是月球氦3資源大開發(fā),亦或者是歐洲國家的石油天然氣改革,都是為了環(huán)境保護(hù)。石油危機(jī)和環(huán)境污染,是當(dāng)前舉世矚目的兩個(gè)大問題,除少數(shù)石油輸出國外,無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家都在受到石油困匾的壓力,紛紛不斷采取新的對(duì)策。所謂對(duì)策,包括兩個(gè)方面,一是節(jié)約現(xiàn)在使用的能源,二是開發(fā)新的能源。長(zhǎng)久以來氫氣就是作為一種清潔能源使用,氫氣燃燒后除了帶來大量的能量,產(chǎn)物只有水,是一種非常理想的能源。如今各國積極開發(fā)氫氣的應(yīng)用,以取代現(xiàn)有的石化燃料。氫氣為清潔的能源載體,具有高能源轉(zhuǎn)換效率、低污染及不產(chǎn)生溫室效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在石化、半導(dǎo)體、光電等產(chǎn)業(yè)。但是氫氣畢竟屬于高危的易燃易爆氣體,如何能夠安全有效的使用也是世界范圍內(nèi)的難題。
高壓氫氣易燃易爆,具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性,氫氣之爆炸界線寬廣,一般為4%~75%。氫氣雖不是自燃性氣體,但其在某特定高壓外洩的條件下卻會(huì)引燃,科學(xué)家推測(cè)這是因?yàn)橥鉀獨(dú)錃馑a(chǎn)生震波,使高壓氫氣與空氣接觸面的溫度上升而造成引燃。但是具體原因是什么,還沒有哪個(gè)研究明確說明了造成引燃之機(jī)制與條件。不過如今有臺(tái)灣學(xué)者設(shè)計(jì)出一套試驗(yàn)方法,來模擬高壓氫氣外洩控制與量測(cè)。該方法針對(duì)特定高壓(40~240bar)的氫氣,利用耐高壓的迫得緊觀測(cè)管進(jìn)行外洩測(cè)試,并使用高壓氣動(dòng)閥快速開關(guān),以有助于控制外洩條件的一致性,且利用高速攝影機(jī)與陰影法觀察高壓氫氣外洩時(shí)流體流動(dòng)之結(jié)構(gòu)。在特定高壓及排放方式下,可以觀測(cè)到排放管內(nèi)明顯的震波影像,震波的速度也與壓力下跌速度有關(guān),若要自燃,其排放管內(nèi)震波的速度需遠(yuǎn)超過音速,此結(jié)果將有益于高壓氫氣使用的災(zāi)害預(yù)防與控制。
利用以上的方法,也許我們就能夠得到有關(guān)高壓氫氣為何會(huì)自燃的原因。雖然高壓氫氣有一定的危險(xiǎn)性,但是考慮到氫氣是一種廉價(jià)的綠色能源(氫氣以水為原料,電解便可獲得),燃燒的熱值高居各種燃料之冠(每千克氫燃燒放出的熱量為1.4*10^8J,為石油熱值的3倍多),貯存體積小,攜帶量大,行程遠(yuǎn),實(shí)在是一種極具潛力的替代能源。只要能夠解決高壓氫氣自爆自燃的問題,緩解人類的能源危機(jī)將跨出重要一步!
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