硅??后石油時(shí)代的燃料

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


目前汽油價(jià)格不斷上漲,是所有的碳化合物(石油、煤和天然氣)開始耗盡的首批跡象。不管石油藏量還夠人類使用40年還是100多年。碳作為能源供應(yīng)者的時(shí)代在人類歷史巾將只是一個(gè)短短的篇章。

硅的數(shù)量無限

同碳一樣。硅也與氧氣一起“燃燒”。但是,地球上實(shí)際存在的硅(化學(xué)結(jié)合)數(shù)量無限。除了氧氣之外,硅是地球表層最常見的元素,因?yàn)槠胀ㄉ沉P投加泄。如果能夠成功地以合適的成本把銀光閃閃的硅用做產(chǎn)生能量的物質(zhì),那么人類將擺脫對(duì)資源用盡的一切憂慮。

地殼的四分之三是由這種物質(zhì)組成的地球表層二氧化硅多的原因很簡(jiǎn)單:幾乎沒有其他化學(xué)化合物像硅和氧的化合那么堅(jiān)固。因此,要把這兩種元素分開需要很多能量。但是,為把這兩種元素分開所需的能量不會(huì)丟失。硅里蘊(yùn)藏著能量。純硅將成為-種帶有與碳相同的能源密度的電池:一磅硅產(chǎn)生的能量與一磅碳產(chǎn)生的能量大致相當(dāng)。

隨時(shí)都可以通過使硅與氧或者氮在-起燃燒的方式,使硅中所含有的化學(xué)能量重新釋放出來。硅在開辟一種受時(shí)間限的地儲(chǔ)存能源和安全地運(yùn)送能源的新方法。燃燒時(shí)不產(chǎn)廢氣。

硅燃燒時(shí)不產(chǎn)生廢氣

如果硅與氧結(jié)合,硅會(huì)還原,變成無害的沙子。但如今在獲取這種金屬時(shí)。還需要煤作為反應(yīng)伙伴。因此,在獲取硅時(shí)也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。 法蘭克福大學(xué)的無機(jī)化學(xué)教授奧納寄希望于開發(fā)把污染環(huán)境的氣體從廢氣中過濾出來的技術(shù)。根據(jù)接新的看法?梢允构腆w二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)榧状迹状际强赡艿钠吞娲。從中期來看,找到不排放二氧化碳的解決辦法是可以想象的:通過生物技術(shù)方式或者借助電解。卡爾斯魯厄大學(xué)汽車制造研究所的赫布斯特就寄希望于借助電解。安全的最佳燃料。

硅是安全的燃料

與鈾燃料棒不同,硅在運(yùn)輸時(shí)不需要安全容器,也不像氫那樣需要高壓油箱。這種能源物質(zhì)可以簡(jiǎn)單地用卡車裝運(yùn)。在運(yùn)輸硅時(shí),駕駛員甚至可以吸煙。用燃燒著的煙不能點(diǎn)燃碎硅片,甚至用切割燒嘴也能點(diǎn)燃碎硅片。

運(yùn)輸硅的船只沉沒后,不會(huì)像油船那樣發(fā)生災(zāi)難。在船只破損時(shí),運(yùn)載的硅會(huì)簡(jiǎn)單地下沉,然后隨著時(shí)間的推移在海底重新轉(zhuǎn)變成沙子。

但是,應(yīng)該先發(fā)展燃燒硅的發(fā)電廠。硅的大多數(shù)能量將與純氧一起燃燒時(shí)釋放出來。盡管如此,奧納教授仍過多地寄希望硅與氮的反應(yīng)。因?yàn)樵谂c氮反應(yīng)時(shí),除了熱量之外還會(huì)產(chǎn)生一系列很有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品。這位化學(xué)家說:從紛濟(jì)角度來看,我們可以借助氮使沙子變成金子。

反應(yīng)堆的“灰燼”成分除了沙子之外主要是硅氮化物。硅氮化物無毒,可用于制造非常堅(jiān)硬和如今非常昂貴的瓷器。工業(yè)上需要這種物質(zhì)作為材料的涂層,使它們不怕刮、不怕潮濕、不怕火或酸。

此外,可以毫無問題地使硅氮化物變成生產(chǎn)氮化肥的基本原料氨。這將為生產(chǎn)這種植物養(yǎng)料開辟一條全新的道路。

但如果用硅大量石油或天然氣,那么,產(chǎn)生的氨會(huì)大大超過生產(chǎn)化肥所需的數(shù)量,但這種刺鼻的氣體還含有一部分能量,它會(huì)燃燒。奧納教授還看到一種更令人驚異的用途:氨也可以充當(dāng)汽車燃料電池的氫供應(yīng)者。


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