20世纪60年代,氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后,随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术,很快,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。大型电站,无论是水电、火电或核电,都是把发出的电送往电网,由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同,电网有时呈现为高峰,有时则呈现为低谷,这就会导致停电或电压不稳。另外,传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,能量转换率可达60%~80%,而且污染少、噪音小,装置可大可小,非常灵活。氢的化学特性活跃,它可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后,形成一种金属氢化物,其中有些金属氢化物的氢含量很高,甚至高于液氢的密度,而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解,并把所吸收的氢释放出来,这就构成了一种良好的贮氢材料。
1920年Moers用电解氢化锂,在阳极产生氢气,从而证明了离子型氢化物的存在。氢气质子与质子酸对氢原子的氧化,也即让氢原子失去其电子,即可得到H+(氢离子)。氢离子不含电子,由于氢原子通常不含中子,故氢离子通常只含1个质子。这也就是为什么常将H+直接称为质子的原因。H+是酸碱理论的重要离子。裸露的质子H+不能直接在溶液或离子晶体中存在。这是由氢离子和其他原子、分子不可抗拒的吸引力造成的。除非在等离子态物质中,氢离子不会脱离分子或原子的电子云。但是,“质子”或“氢离子”这个概念有时也指带有一个质子的其他粒子,通常也记做“H+”。为了避免认为溶液中存在孤立的氢离子,一般在水溶液中将水和氢离子构成的离子称为水合氢离子(H3O+)。但这也只是一种理想化的情形。氢离子在水溶液中事实上以类似于H9O4+的形式存在。尽管在地球上少见,H3+离子(质子化分子氢)却是宇宙中**常见的离子之一。氢气可燃性氢气燃烧氢气是一种极易燃的气体,燃点只有574℃,在空气中的体积分数为4%至75%时都能燃烧。氢气燃烧的焓变为−286kJ/mol:2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)。
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