不依赖空气推进和氢

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不依赖空气推进和氢之间的区别

不依赖空气推进 vs. 氢

不依赖空气推进（英文：Air-Independent Propulsion；AIP、亦稱：不倚賴空氣推进），是指無需获取外間空气中氧气的情況下能夠長時間地驱动潜艇的技术。使用该技术的潜艇的自持力比一般柴電潜艇的大一倍以上，也即連續的潛航時間及潛航距離較長，但仍比核潛艇短很多。其造价介乎一般柴電潛艇與核潛艇之間。 目前明确拥有该项技术的只有俄罗斯、德国、瑞典、法国、西班牙。 日本本身并无聲明擁有此项技术，而是从瑞典引进了斯特林发动机並由川崎重工生產。日本本身擅長燃料電池技術，但因為現行的質子交換膜燃料電池技術無法滿足日本的大型潛艦需求故不採用，日本預計於蒼龍型的下代潛艦採用儲氫金屬技術的燃料電池來滿足需求。此外据说针对日本的相关动作，韩国也正在向瑞典申请要求引进同类型斯特林发动机。美國因為負擔得起昂贵的核潛艇及对淺水區作戰能力的需求不迫切，所以並無發展AIP推進系統。 有传言說中国也拥有该技术，但官方并未证实，不过中国海军的039型潜艇使用燃料电池作为动力来源，也就代表相關技術早已經實用化。 从另一方面来说，核动力潜艇也属AIP，但一般将核潜艇独立分类，不算入普通柴电级AIP潜艇中。因此中国，美国，俄罗斯，英国，法国这些拥有核潜艇的国家对发展AIP技术均无很迫切需求，多用于经费紧缺时期或出口型号。 由於德國與日本曾在二戰中戰敗，同盟國針對戰敗國實施禁止生產、引入與擁有任何形式的核兵器（包含核動力潜艇）的禁令，如日本戰後的國策《戰後憲法》與「非核三原則」。相对于英法美俄中擁有可遠洋進攻作戰的核動力潜艇，德國與日本不满足于僅供近海防衛作戰的柴電動力潜艇，故德日兩國基於傳統柴電動力潜艇動力技術，進一步發展出絕氣推進引擎並成為德日海軍的主要水下戰力。. 氫是一種化學元素，其化學符號為H，原子序為1。氫的原子量為，是元素週期表中最輕的元素。單原子氫（H）是宇宙中最常見的化學物質，佔重子總質量的75%。等離子態的氫是主序星的主要成份。氫的最常見同位素是「氕」（此名稱甚少使用，符號為1H），含1個質子，不含中子；天然氫還含極少量的同位素「氘」（2H），含1個質子和1個中子。 氫原子最早在宇宙復合階段出現並遍佈全宇宙。在標準溫度和壓力之下，氫形成雙原子分子（分子式為H2），呈無色、無臭、無味非金屬氣體，不具毒性，高度易燃。氫很容易和大部份非金屬元素形成共價鍵，所以地球上大部份的氫都以分子的形態存在，比如水和有機化合物等。氫在酸鹼反應中尤其重要，因為在這類反應中各種分子須互相交換質子。在離子化合物中，氫原子可以獲得一個電子成為氫陰離子（H−），或失去一個電子成為氫陽離子（H+）。雖然在一般寫法中，氫陽離子就是質子，但在實際化合物中，氫陽離子的實際結構是更為複雜的。氫原子是唯一一個有薛定諤方程式解析解的原子，所以對氫原子模型的研究在量子力學的發展過程中起到了關鍵的作用。 16世紀，人們通過混合金屬和強酸，首次製備出氫氣。1766至1781年，亨利·卡文迪什第一次發現氫氣是一種獨立的物質，燃燒後會產生水。安東萬-羅倫·德·拉瓦節根據這一性質，將其命名為「Hydrogen」，在希臘文中意為「生成水的物質」。19世纪50年代，英国医生合信编写《博物新编》（1855年）时，把元素名翻译为“轻气”，成為今天中文「氫」字的來源。 氫氣的工業生產主要使用天然氣的蒸汽重整過程，或通過能源消耗更高的水電解反應。大部份的氫氣都在生產地點直接使用，主要應用包括化石燃料處理（如裂化反應）和氨生產（一般用於化肥工業）。在冶金學上，氫氣會對許多金屬造成氫脆現象，使運輸管和儲存罐的設計更加複雜。.

催化剂

催化劑又稱觸媒，是能透過提供另一活化能較低的反應途徑而加快化學反應速率，而本身的質量、組成和化學性質在參加化學反應前後保持不變的物質。例如二氧化錳可以作為過氧化氫（雙氧水）分解的催化劑。與催化劑相反，能減慢反應速率的物質稱為抑制劑。過去曾用的「負催化劑」一詞已不被國際純粹與應用化學聯合會所接受，而必須改用抑制劑一詞，催化劑一詞僅指能加快反應速率的物質。.

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燃料电池

燃料電池（Fuel cell）是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應，把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置。最常見的燃料為氫 ，其他燃料來源來自於任何的能分解出氫氣的碳氫化合物，例如天然氣、醇、和甲烷等。燃料電池有別於原電池，優點在於透過穩定供應氧和燃料來源，即可持續不間斷的提供穩定電力，直至燃料耗盡，不像一般非充電電池一樣用完就丟棄，也不像充電電池一樣，用完須繼續充電，也因此透過電堆串連後，甚至成為發電量百萬瓦(MW)級的發電廠。 1839年，英國物理学家製作了首個燃料電池。而燃料電池的首次應用就在美國太空總署1960年代的太空任務當中，為探測器、人造衛星和太空艙提供電力。從此以後，燃料電池就開始被廣泛使用在工業、住屋、交通等方面，作為基本或後備供電裝置。 現今生活中存在多種燃料電池，但它們運作原理基本上大致相同，必定包含一個陽極，一個陰極以及讓電荷通過電池兩極的电解质。電子由陽極傳至陰極產生直流電，形成完整的電路。各種燃料電池是基於使用不同的電解質以及電池大小而分類的，因此電池種類變得更多元化，用途亦更廣泛。由於以個體燃料電池計，單一顆電池只能輸出相對較小的電壓，大約0.7V，所以燃料電池多以串連或一組的方式制造，以增加電壓，配合應用需求。 另一方面，燃料電池產電後會產生水與熱，基於使用不同的燃料，有可能產生極少量二氧化碳和其他物質，對環境的污染比原電池及化石燃料發電廠少，是一種綠色能源。燃料電池的能量效率通常為40-60％之間；如果廢熱被捕獲使用，其熱電聯產的能量效率可高達85％。 燃料電池的市場正在增長，据派克研究公司（Pike Research）估計，到2020年固定式燃料電池市場規模將達到50 GW。.

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核反应堆

核反应堆（nuclear reactor）是一种启动、控制并维持核裂变或核聚變链式反应的装置。相对于核武爆炸瞬间所发生的失控链式反应，在反应堆之中，核变的速率可以得到精确的控制，其能量能够以较慢的速度向外释放，供人们利用。 核反应堆有许多用途，当前最重要的用途是产生热能，用以代替其他燃料加热水，产生蒸汽发电或驱动航空母舰等设施运转。一些反应堆被用来生产为医疗和工业用途的同位素，或用于生产武器级钚。一些反应堆运行仅用于研究。当前全部商业核反应堆都是基于核裂变的。今天，在世界各地的大约30个国家里有被用于发电的大约450个核反应堆。.

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