【正文】 ，簡稱 LNG）兩種。 8）攜帶性較差。 6）密度小。 4）點(diǎn)火能量高，著火溫度是 537℃ 。 2）與空氣的理論混合氣熱值低。kg1K1） 火焰?zhèn)鞑ニ俣?/（ cmkg1） 510 著火極限（體積分?jǐn)?shù)）（％） 5~15 比熱容（液體，沸點(diǎn)） /（ kJkg1） 臨界溫度 /℃ 低熱值（液態(tài)） /（ MJkg1） 沸點(diǎn) /℃ 混合氣熱值 /（ MJm3） 高熱值 /（ MJ 物化特性參數(shù) 數(shù)值 物化特性參數(shù) 數(shù)值 H／ C原子比 4 理論空燃比（質(zhì)量比〕 密度（液相） /（ kg爆炸在瞬間 產(chǎn)生高壓、高溫，其破壞力和危險(xiǎn)性都是很大的。天然氣在空氣中含量達(dá)到一定程度后會使人窒息。比重約 ，比空氣輕，具有無色、無味、無毒之特 性。天然氣是地表下巖石中自然存在的以輕質(zhì)碳?xì)浠衔餅橹? 體的氣體混合物的統(tǒng)稱，主要成分是甲烷，其體積一般占天然 氣的 80％～ 99％，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還 含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如 氦和氬等?？萍疾控?fù)責(zé)人表示：氫作為 21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿? 的清潔能源，中國絕不能落后，既要求國際的合作，又要走中 國國情的路子，可以說中國已在一些氫能源研究開發(fā)及應(yīng)用示 范項(xiàng)目上，取得了一些關(guān)鍵技術(shù)上的顯著進(jìn)展。 2023年 11月中 國和歐盟共同簽署了 “氫經(jīng)濟(jì)國際合作伙伴計(jì)劃（ IPHE） ”。很難在近期內(nèi)推廣使用。 氫燃料要想被廣泛應(yīng)用還存在的一些問題： ①氫密度小、易汽化、著火、爆炸、儲存運(yùn)輸不便，故攜帶 性和安全性差，需專用發(fā)動機(jī)和配套基礎(chǔ)設(shè)備； ②制氫技術(shù)有待提高，制氫消耗的能量多、效率低、成本高； ③儲氫技術(shù)尚需提高，低溫液化、高壓壓縮、金屬吸附等儲 氫方法，燃料和附加設(shè)備的重量和體積都太大； ④氫的沸點(diǎn)為 253℃ ，氫在大氣中的擴(kuò)散系數(shù)約為汽油的 8 倍，因而氫燃料“逃逸率”高。 氫燃料的特點(diǎn) 氫是一種理想的清潔燃料，用作汽車燃料可實(shí)現(xiàn)真正的 “ 零排放 ”。 儲氫箱大多是 使 用鈦合金板制成的； ④最先進(jìn)的儲氫是利用納米碳素纖維儲存氫氣，目前正在加速 研制中。液氫貯氫方式設(shè)備重量輕，并 且借助小型液氫泵還可獲得 8～ 10MPa的高壓，以滿足高壓噴射 方式的需要。高壓容器貯氫 體積太大，只能在 大客車上應(yīng)用； ③液氫貯存，液氫是把氫氣液化后存貯在絕熱 容器中。但金屬氫化物貯氫方式 的重量大，且氫壓太低，使得氫很難直接噴入氣缸；②高壓容 器貯存，高壓容器貯存是將氫壓縮后存貯在 高壓氫氣瓶 ，這種 貯氫方式能提供較高的壓力。 我國 “973” 計(jì)劃項(xiàng)目中，有利用太陽能進(jìn)行規(guī)模制氫的基礎(chǔ)研究，目前已 在西安交通大學(xué)正式啟動。依靠改裝的氫動力發(fā)動 機(jī)，他開到了時(shí)速 （ ） ，刷新了此前 由寶馬 H2R 氫動力車在德國創(chuàng)下的 186英里 /小時(shí)（約 米）的氫動力陸地速度紀(jì)錄。 米諾日干 湖那寬闊龜裂的土地上風(fēng)大塵高。所以在發(fā)動機(jī)外面 要加一個(gè)熱交換器，使氫汽化并加熱，經(jīng)過動力調(diào)節(jié)，生成可 燃混合氣體。 氫氣發(fā)動機(jī)是在原型汽油機(jī)上改進(jìn)的，發(fā)動機(jī)的排量，缸 徑，行程，壓縮比都沒有什么變動，只是在發(fā)動機(jī)上安裝第二 套供氣管路，氫氣是利用儲氫罐的壓力被送到發(fā)動機(jī)上的。 氫氣單獨(dú)作為內(nèi)燃機(jī)燃料在發(fā)動機(jī)上使用，其供氫方式有 缸內(nèi)直接供氫法、預(yù)燃室噴氫法、進(jìn)氣道間歇噴射 — 電磁控制 法、進(jìn)氣道間歇噴射 — 進(jìn)氣門座工作面吸入法、進(jìn)氣管連續(xù)噴 射 — 空氣導(dǎo)流法和進(jìn)氣管連續(xù)噴射 — 混合氣法等幾種。 氫氣在發(fā)動機(jī)上的使用 氫氣既可以單獨(dú)作為內(nèi)燃機(jī)燃料用于發(fā)動機(jī)，也可與汽油 作為混合燃料用于發(fā)動機(jī)。電動汽車有 蓄電池式、燃料電池式和混合動力電動汽車等多種形式。 汽車用醇類燃料主要是甲醇和乙醇，醇類的來源極其豐富，生 產(chǎn)工藝成熟。 氣體燃料是能源的一個(gè)重要 組成部分，被稱為繼煤炭和石 油之后的第三大能源。 第 3章 汽車替代燃料 概 述 ，能量密度大 、無毒、污染小 ，來源廣，容易制取 、儲存和使用 的改裝即可使用。 主要汽車替代燃料的種類 目前，有廣闊發(fā)展前景的替代燃料主要有醇類燃料、電能、 壓縮天然氣、液化石油氣、氫氣、太陽能等。醇類燃料的發(fā)展一直受到各國的重視。電能是二次能源，原則的講，它可以來源任何一 種其他能源，以電能為動力的汽車就是電動汽車。 氫氣 近年來，氫氣發(fā)動機(jī)汽車的熱度明顯上升，它是清潔能源 應(yīng)用的一個(gè)好契機(jī)，同時(shí)它和燃料電池電動汽車在都使用氫氣 這一點(diǎn)上有著同根同源的關(guān)系，在氫能源社會建設(shè)工程方面， 是一個(gè)非常合適的過渡。目前，氫燃料在汽車上的使用多為 氫與汽油混合作為燃料用于發(fā)動機(jī)。為提高 發(fā)動機(jī)的功率，一般采用內(nèi)部混合氣形成的氫發(fā)動機(jī)，即缸內(nèi) 直接供氫法。在 此過程中，重要的是使液態(tài)氫的氣化過程。 2023年 6月 16日，美國南加州莫哈韋沙漠的艾爾 測試人員杰西駕駛著他那輛 形似一顆水滴的改裝車一 “飛 ”而過。 氫的制造 目前， 氫的制造通常有兩種辦法，一種是利用煤炭、石油、 天然氣提取碳?xì)浠衔?；一種是直接利用水制取。 氫的儲存 氫的儲存方法： ①金屬氫化物貯存，金屬及合金的氫化物 吸附氫就像海綿吸水一樣，效率很高。但高壓容器貯氫方式的重量較大， 與金屬氫化物貯氫方式相當(dāng)。氫氣的沸點(diǎn)為 253℃ 。但這種貯氫方式需使用絕熱容器，價(jià)格昂貴，并 且還容易發(fā)生蒸發(fā)泄露等。對高壓氫氣瓶的加注，液氫溫度為 253℃ ，如果用手 去操作，會凍傷的，所以安裝一種智能機(jī)器手，代替人工加注， 加注時(shí)間一般為 4分鐘，由于在廣闊露天，泄漏的一點(diǎn)氫氣很快 飛散，不會引起大爆炸。其優(yōu)點(diǎn)在于：①無毒性，無污染，來源廣，是地球 上僅次于氧的最豐富元素，主要以化合物的形式存在于水中； ② 氫燃料中不含碳元素，因而不排放 CO、 HC及硫化物； ③單位重量的氫釋放的熱能比任何碳?xì)淙剂隙几撸s為化石 燃料的 3倍；氫能源使用效率高，比常規(guī)的化石燃料的熱效率高 10％～ 15％； ④ 比重小，火焰?zhèn)鞑ニ俣雀撸浠鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣雀哌_(dá) ， 是汽油的 ，這就說明氫氣的抗爆性比汽油好； ⑤氫極易點(diǎn)燃，最小點(diǎn)火能量只有汽油的 1/3，可燃界限寬， 在空氣中的著火界限是 ％～ 75％比汽油和柴油的著火界限 大很多，容易實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒； ⑥氫氣是一種清潔燃料，其燃燒產(chǎn)物是水，沒有碳和碳煙。 國內(nèi)外氫能源的研發(fā)現(xiàn)狀 二十世紀(jì)七十年代以來，美國、歐洲、日本對氫燃料的研 究十分盛行，氫動力車、氫發(fā)動機(jī)、儲氫金屬材料和制氫技術(shù) 都有了長足的發(fā)展，但是氫氣作為內(nèi)燃機(jī)燃料的技術(shù)難度較大， 而且氫氣在貯存、使用過程中，也存有一定的危險(xiǎn)，如泄漏能 力強(qiáng)、易被高溫?zé)霟狳c(diǎn)點(diǎn)燃等。 我國也十分重視氫能源的研究與開發(fā)工作。 2023年 5月份，由科技部、科協(xié)、國際能源協(xié)會，在北京聯(lián)合舉 辦 “第二屆國際氫能源論壇 ”我國的氫能源研發(fā)已和國際廣泛 合作和接軌。 天然氣 天然氣（ Natural Gas，簡稱為 NG） ，天然氣系古生物遺 骸長期沉積地下，經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生的氣態(tài)碳?xì)浠? 合物，具可燃性，多在油田開采原油時(shí)伴隨而出或純天然氣氣 田。天然氣主要存在于油田和天然氣田，也有少量存在 于煤層。天然氣公司皆遵照政府規(guī)定添加臭劑（四氫噻吩），以資 用戶嗅辨。 天然氣在空氣中濃度為 5％～ 15％的范圍內(nèi)，遇明火即可 發(fā)生爆炸，這個(gè)濃度范圍即為天然氣的爆炸極限。 天然氣的應(yīng)用： 1）民用燃料：天然氣價(jià)格低廉、熱值高、安全性能、環(huán)境 性能好，是民用燃?xì)獾氖走x燃料； 2）工業(yè)燃料：以天然氣代替煤，用于工廠采暖，生產(chǎn)用鍋 爐以及熱電廠燃?xì)廨啓C(jī)鍋爐； 3）工藝生產(chǎn)：如烤漆生產(chǎn)線，煙葉烘干、瀝青加熱保溫等 4）化工原料：如以天然氣中甲烷為原料生產(chǎn)氰化鈉，黃血 鹽鉀，赤血鹽鉀等； 5）壓縮天然氣汽車：以天然氣代替汽油，具有價(jià)格低、污 染少、安全等優(yōu)點(diǎn)，可以解決汽車尾氣污染問題。m3） 424 理論空燃比（體積比） 密度 ① （氣相） /（ kgkg1） 分子量 低熱值 /（ MJm3 ） 凝點(diǎn) /℃ 混合氣熱值 /（ MJL1） 臨界壓力 /MPa 辛烷值 RON 130 汽化潛熱 /（ kJkg1K1） 著火溫度（常壓下） /℃ 537 比熱容（氣體， 25℃ ） /（ kJs1） 氣 /液容積比（ 15℃ ） 624 火焰溫度 /℃