1981年4月12日,美國佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射場一陣轟鳴,,哥倫比亞號航天飛機在火箭的攜帶下沖天而起,,絕塵而去。
哥倫比亞號航天飛機是第一個采用新型“助推劑”的航天器,。這次航天飛機試飛取得成功后,,新型“ 助推劑”——液氫就成為各航天器發(fā)射的主要燃料了。為什么要采用液氫作為航天器的主要燃料呢,?
氫普遍存在于自然界中,有“生命之源”之稱的水,,就是由氫原子與氧原子結(jié)合而構(gòu)成的,。氫極易在空氣中燃燒。除核燃料之外,,氫的發(fā)熱值是所有化石燃料,、化工燃料和生物燃料中最高的。每公斤氫燃燒后的熱量,,約為焦炭的4.5倍,,汽油的3倍,酒精的3.9倍,。
如果把海水中的氫全部提取出來,,它可產(chǎn)生的熱量甚至比地球上所有的化石燃料放出的總熱量還大9000倍。氫的燃燒產(chǎn)物是水,,因此,,氫能是世界上公認(rèn)的最潔凈的能源。
制取的氫在常態(tài)下是氣體,,而且在空氣中很容易燃燒,。大量氫氣在空氣中燃燒,會引起爆炸,,非常危險,。因此如何安全存儲和運輸氫,是氫能開發(fā)的關(guān)鍵之一,。
最普通的貯氫方法是高壓氣態(tài)儲存法,,就是利用瓶子將氫氣儲存起來,。但由于氫氣的密度小,0.5公斤的氫氣要儲存到特制的40升鋼瓶里需要150個大氣壓的高壓,。
對于固定地點的大量貯氫,,比如制取氫氣的工廠,可以采用地下貯存的方式,,利用密封性好的氣穴,,采空的油田或鹽窟等。這種方式只需花費氫氣的壓縮費用而不需要貯氫容器的投資,,可以降低貯氫的費用,,比較經(jīng)濟、安全,,但是得找到合適的地理條件,,并研究出良好的地下封口方法。
由于發(fā)射火箭所需要的氫非常多,,運用這種高壓氣態(tài)存儲方法并不適合,。于是科學(xué)家想如果有個方法能夠把大量的氫氣“變形”存儲起來就好了。20世紀(jì)初,,英國物理學(xué)家杜瓦按照裝開水的暖水瓶的原理(在鐵殼里放一個雙層之間真空鍍水銀的保溫玻璃瓶),,發(fā)明了儲運液氫的高度真空絕熱的“杜瓦瓶”,從而使低溫液氫儲存成為可能,。
這種方法是將氫氣冷至零下252.72攝氏度,,使其變?yōu)橐后w。液態(tài)氫密度高,,體積小,,可以通過加壓的方式將他們灌至特制的深冷杜瓦瓶中。這就是為什么要把火箭的燃料“裝”進(jìn)“暖水瓶”中儲存的原因,。(左左)