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随着时间的推移，世界各国越来越重视寻找替代能源，以满足全球不断增长的能源需求 (4,5)。为了子孙后代的生存，我们必须迅速从化石燃料转向清洁能源。航空业是全球排放的重要贡献者之一，2018 年美国碳排放量的 2.4% 来自航空业，这是由于燃烧喷气燃料的煤油所致 (6)。与汽车使用的汽油一样，煤油是一种化石燃料，由各种液态碳氢化合物组成，通过精炼石油获得 (7)。为了满足不断增长的全球经济和人口的交通需求，航空业必须克服对煤油的依赖，实现环境可持续。随着氢动力汽车的进步，近年来，氢气已成为一种有前途的潜在飞机燃料来源 (8)。氢气的比能量密度为 120 MJ/kg，几乎是煤油的三倍，是锂离子电池的 100 多倍 (9)。氢气既可以在氧气存在下直接燃烧以驱动内燃机，也可以在燃料电池中与氧气反应产生电流，为电动机提供动力。这两个过程的主要副产品都是水蒸气，这意味着使用氢气发电不会直接产生二氧化碳 (10)。虽然使用氢气不会排放二氧化碳，但生产氢气的各种方法都会排放二氧化碳。目前，美国几乎所有商业生产的氢气都是通过蒸汽甲烷重整 (SMR) 生产的。商业氢气工厂和石油炼油厂在催化剂存在下将高温蒸汽 (700˚C 至 1000˚C) 与甲烷反应生成氢气和一氧化碳 (CO) (11)。由于 CO 是一种致命气体，因此它会与额外的蒸汽反应生成二氧化碳和更多的氢气。纯通过 SMR 生产的氢气被归类为灰色氢气。尽管这是最便宜的方法，但 SMR 会排放大量二氧化碳 (11)。然而，通过碳捕获和储存 (CCS) 技术可以减少 SMR 的大量排放，该技术使用各种化学方法在源头回收二氧化碳并将其储存在地下深处。目前的 CCS 技术可以捕获高达 80% 的释放二氧化碳 (12)。当 SMR 与 CCS 结合时，产生的氢气被归类为蓝色氢气
研究氢气作为...的潜在替代品
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