水素エネルギーとは何ですか、またその仕組みは何ですか

1.水素エネルギーとは

周期表の一番上の元素である水素は、陽子の数が最も少なく、わずか 1 つしかありません。水素原子は、すべての原子の中で最も小さくて軽いものでもあります。水素は主に結合した形で地球上に存在し、その中で最も顕著なものは宇宙に最も広く分布している物質である水です。

水素は非常に高い燃焼価値を持っています。同じ質量の天然ガス、ガソリン、水素を燃焼させることによって放出される熱量を比較します。

同じ条件で、

測定によれば、1グラムの天然ガスを燃焼すると、約55.81キロジュールの熱が発生します。

1 グラムのガソリンを燃焼すると、約 48.4 キロジュールの熱が発生します。

1 グラムの水素を燃焼すると、約 142.9 キロジュールの熱が発生します。

水素が燃焼すると、天然ガスの 2.56 倍、ガソリンの 2.95 倍の熱が発生します。これらのデータから、水素が理想燃料の基本特性、つまり高い燃焼値を備えていることを理解するのは難しくありません。

水素エネルギーは主に二次エネルギーに属し、その論理、技術、経済性が生態バランス、環境ガバナンス、気候変動の意義と価値を持つかどうかが鍵となります。二次エネルギーは一次エネルギーとエネルギー利用者の中間に属し、「プロセスパフォーマンス源」と「身体エネルギーを含むエネルギー」の2つに分類できます。電気エネルギーが最も広く使用されている「プロセス性能源」であり、ガソリン、ディーゼル、灯油が最も広く使用されている「エネルギー源」であることは疑いの余地がありません。

論理的に考えると、「プロセス性能源」を直接大量に蓄えることは困難であるため、自動車や船舶、航空機などの機動性の高い現代の輸送手段は、発電所からの大量の電力エネルギーを利用することができません。その代わり、ガソリン、軽油、航空灯油、液化天然ガスなどの「エネルギーを含むエネルギー」を大量に使うことしかできません。

しかし、伝統は必ずしも続くとは限りませんし、伝統が必ずしも論理的であるとは限りません。電気自動車やハイブリッド電気自動車の台頭と発展に伴い、「プロセスパフォーマンスソース」が「エネルギーを含むエネルギー」に置き換わることもあります。論理的に考えれば、化石エネルギーを消費し続ければ、やがて資源は枯渇し、必然的に新たな「エネルギーを含むエネルギー」が出現することになりますが、その代表的なものが水素エネルギーです。

水素は自然界に豊富に存在し、宇宙の質量の 75 パーセントを占めると推定されています。それは空気、水、化石燃料、あらゆる種類の炭水化物中に広く存在します。

水素は燃焼性能が良く、発火点が高く、可燃範囲が広く、燃焼速度が速い。水素は、発熱量や燃焼の観点から見ても、確かに高品質で効率の良いエネルギーです。また、水素自体には毒性はありません。燃焼後は水と微量の窒化水素が発生するほか、生態や環境に有害な汚染物質を発生せず、二酸化炭素の排出もありません。したがって、水素エネルギーはクリーンエネルギーに属し、生態環境ガバナンスと二酸化炭素排出量削減にとって非常に重要な意味を持ちます。