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人类自从1957年10月4日（苏联成功地发射第一颗人造卫星）进入太空时代以来，现在已有190多人乘坐宇宙飞船，在太空轨道站，或在航天飞机上，共逗留了7万多个小时。其中，在天上连续生活时间最长的是苏联宇航员罗曼年科，他从1987年2月6日至门月29日，在“和平号太空站生活了10个多月（326天入美国宇航员迈克尔·柯林斯等12人乘”阿波罗“飞船登上了月球并安全返回。 人们一定会问：这些巡天揽月的英雄们不需要喝水吗？他们喝的是“天上水”，还是从地面上带去的水？都不是，他们喝的是特殊的水——“化学水”。 科学家们怎么想到制造“化学水”？这与美苏两大国在50年代末进行空间竞赛有关。当时，苏联发射卫星的消息传到美国，美国舆论大哗，因为他们在“原子时代”（反应堆、原子弹和氢弹等）一直领先，可万万没有想到在开辟“空间时代”方面却落在苏联后头。美国总统肯尼迪对此也深感遗憾，于1961年5月25日在国会上断然决定制造阿波罗登月飞船，争取在10年内抢先登上月球。 这就遇到一个问题：飞船内部所用的电能从何而来？宇航员所需要的水怎样解决呢？当时有人建议带蓄电池或高效的银锌干电池；在飞船上放个水箱，从地球上带水上去。可是这样一来，飞船的重量太大了，显然这不是上策。至此，化学家们自然想起了氢氧燃料电池。 关于氢氧燃料电池的原理，早在100多年前就有人提出来了，可是，由于“生不逢时”，没有派上什么用场。如今却时来运转，有幸“补天”了。 这种航天用的氢氧燃料电池主要由燃料电极（阳极）、氧化剂电极（阴极）、电解质等组成。燃料是氢气，氧气是氧化剂。两个电极之间是浸透氢氧化钾溶液的石棉隔膜，隔膜靠阳极的一侧有一层含有金属铂的催化剂。电子从阳板上的氢中逸出流向氧；阴极上的氧得到电子后生成氢氧根，并使阴极带正电。然后，氢氧报通过电解质扩散到阳极，在催化剂的作用下与氢结合生成水，并且放出电子，使阳极带负电。当在两个电极之间接上负载时，电子从负极流向正极，从而产生电流。这样，只要对电池系统维持一定的温度、一定的电解质浓度、不断地供给燃料和氧化剂，并且不让反应产物——水在电池内部储留，那么就可从电池中源源不断地输出电能。同时，从电池中排出来的水经过净化以后就可供宇航员饮用。 为了满足宇宙飞船的实际需要，需将几十个这样的单电池串连起来组成一个电池组。然后，再将几个电池组并联起来为飞船供电。 自从1969年美国的“阿波罗11号”飞船采用这种既可发电又可供水的新型化学电池之后，美国的“天空实验室”、“哥伦比亚号”航天飞机，苏联的“礼炮6号”轨道站等均采用这种先进技术。 由于这种电池有它突出的优点：能量转换效率高达60％－80％，居现在所有热机之首；寿命长，只要不断地添加活性物质（氢气、氧气等），就可源源不绝地获得电能。所以，美、苏等国除了用于航天事业之外，还着手用于民用发电。美国已在曼哈顿地区建成一座4800千瓦的燃料电池发电站。1978年美国在开展能源替代方案研究中，燃料电池被列为10个先进发电设备之一。专家们估计，到下一世纪，燃料电池将成为一颗新的“电星”。 (责任编辑：admin) |