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·化学篇·
专论
A-Ca制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料S等则发明了不必使氨先裂化为氢就
可直接用作燃料电池的方法反应如下:
--
4NH+12OH2N+12HO+12(4)
322
--
3O+6HO+1212OH(5)
22
总反应为:4NH+3O2N+6HO(6)
3222
氨被氧化生成氮和水空气中的氧则在阴极还原成为氢氧离子电池的电动势为0.37V不过在这个装
置中要用铂黑作为催化剂但是这种装置用于汽车的现实性可能不一定比氨直接用于内燃机的大只是因为
燃料电池的能效比内燃机为高所以科学家对它的研究热情一直居高不下
和化石燃料与氢燃料的价格相比液氨有着较大的优势目前的市场价格(用作燃料后由于燃料税等原
因会略高于现在的)大致是汽油的1/3天然气的1/2氢的1/2
在安全性方面首先应当提到的是氨若用作燃料与常用燃料相比较将是腐蚀性和毒性最突出的一
种但是另一方面它又是生产数量很大的化学品之一液氨气态氨和氨溶液对皮肤都有灼伤性氨气在
浓度>400时会引起严重的呼吸道症状幸运的是人们对于大气中所含氨的有感浓度很低大致在
左右就可以及时发现而且现在已经有了防氨专用的面具此外人们特别是农民在氨的生产
2053()
储存运输和管理等方面已经积累了丰富的经验有利于各种安全措施的完善和执行
氨对铜锌和它们的合金有腐蚀性但是钢和铁合金可以用来存储氨(为防止应力腐蚀液氨中通常加有
不低于0.2%的水)虽然液氨对橡胶和塑料的老化作用尚未能完全确定为安全计当可以用钢和铝等材料
时应当尽量避免使用橡胶和塑料
氨燃烧起来很慢它和空气的混和物也不容易点燃燃点在650左右在空气中的最低着火限是15.5%
(V/V)比氢和烃燃料要高得多当不慎氨泄漏时着火的危险性因而较低何况由于氨极易溶于水使得它永
远不会成为另一种潜在的温室气体值得考虑的是氨容器的取材也同样存在自重过大的问题使得用氨燃
料为动力的汽车将会变得很笨重这个问题至今尚未找到能够妥善解决的方案所以液氨仍然属于汽车的
未来燃料之列
棕色氨还是绿色氨
还有一个必须回答的问题即合成氨用的氢原料的来源问题如果来自煤虽然比电解法的成本低得多
由于前者的主要副产物为CO仍有污染大气的问题所以得把这样制得的氢称作棕色氢由这种氢制得
2
的氨也随之称作棕色氨电解氢可以是棕色的或绿色的视电解用的动力来源而定如以水电太阳能
或风能为动力时氢和氨就都是绿色的所以要发展氨燃料还应当先解决制备绿色氢的问题由于水力和
风力资源的开发要受到地域条件的限制所以太阳能的开发具有十分重要的意义
2+-
氮不易还原但是可以用电化学法使之还原成为氨S等发现V()在M和OH存在的条件下温
度>70时可以在阴极上使氮还原成氨
12V(OH)+2N+12HO12V(OH)+NH(7)
22233
通过在阴极上的电化学还原V(OH)可以再生
2
--
12V(OH)+1212V(OH)+12OH(8)
32
阳极则有副产物氧产生
--
12OH3O+6HO+12(9)
22
总反应为:2N+6HO4NH+3O(10)
2232
这是一个有潜在应用价值的获得绿色氨的化学方法而且是一步法
参考文献
[1]SR.B.C1999A.2834.
[2]JK.ICIaCBaaJ.C.J.EE.PaP:O(UK)1973V.2Ca
19199227.
[3]A,P.:PaC,5,W.H.FaaCa:1994NY.
化化学学教教学学22001111年年第第11期期 |
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