
【机】 hydrogen cycle
hydrogen
【医】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【计】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【医】 circuIation; cycle
【经】 cycle; revolving; rotation
氢循环(Hydrogen Cycle)指氢元素在地球系统内的动态迁移与转化过程,涵盖大气、水圈、生物圈和岩石圈等圈层的相互作用。作为自然界基础元素循环之一,氢通过物理、化学及生物途径实现形态转换,其核心路径包括水的分解与合成、有机物代谢及地质活动等。例如,植物光合作用将水分解为氧气和氢离子,后者参与葡萄糖合成;火山喷发释放氢气至大气,而微生物则通过产氢酶催化有机质分解。
在工业领域,氢循环与清洁能源技术紧密关联。电解水制氢、氢燃料电池等人工干预手段扩展了自然循环边界,例如可再生能源电解水产生的“绿氢”可替代化石燃料,减少碳排放。美国能源部《氢计划路线图》指出,此类技术可将全球氢能相关碳排放降低34%以上(来源:energy.gov/hydrogen-program)。
地质储氢机制是循环的重要环节,地壳中的蛇纹石化作用能将水与橄榄岩反应生成氢气,此类天然储氢库为地下氢能开发提供理论依据。2023年《自然·地球科学》研究证实,非洲裂谷带的地质储氢量可达500万吨/年(来源:nature.com/articles/s41561-023-01245-x)。
生物氢代谢则体现微生物的关键作用,产氢菌与耗氢菌形成闭合循环。例如沼泽中的产甲烷菌利用氢气还原二氧化碳生成甲烷,该过程被纳入联合国环境署全球甲烷评估报告(来源:unep.org/global-methane-assessment)。
氢循环(Hydrogen Cycle)是指氢元素在地球系统中通过物理、化学或生物过程在不同形态和环境间循环转化的过程,尤其在能源领域被赋予了更具体的含义。以下是详细解释:
氢循环在能源技术中常指氢气循环系统,即通过氢气的制备、储存、运输与再利用实现能源高效转换的闭环系统。其核心特点是:
氢循环系统主要包括以下环节:
在自然生态系统中,氢循环也指氢元素通过生物代谢、大气扩散等途径的循环过程,但当前技术语境下更多指向能源工程领域的系统性应用。
如需了解更专业的定义或技术细节,可参考能源领域的权威文献或标准化文件。
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