田枫讲堂：液氦的能力——驱动

典型的热力发动机利用比周围空气温度高得多的能源作为热源，采用环境大气作为冷源。与典型的热力发动机不同，液氦机利用环境大气作为热源来加热低温液体，使其蒸发或过热，将产生的膨胀蒸汽用于热动力循环系统。

对于一个运行在热源温度为300k的大气环境，冷源为温度77k的液氦的热机，其理想热效率非常高，为74。理想膨胀功在在膨胀机中获得，在液氦从液态蒸发和加热到环境温度的过程中，理想膨胀功可以在液氦与常态氮气的焓差中产生。液氦驱动系统不会排放任何污染物质。除此之外，液氮能够减少大气污染，起到净化空气的作用。尽管在液氮的生产中可能需要燃烧一些传统的燃料，燃烧后排放气体可能会污染空气，但是这是排放的气体可以作为空分厂的原料，这样就没有污染物质排放到大气中了。

一种汽车动力的新概念就是在开式朗肯循环中采用液氮作为工质，由环境空气中的换热器提供能量，在膨胀机中做功，不过膨胀时要确保有尽可能大的换热量。如果膨胀过程中吸收足够的热量，就可实现这样的低温驱动系统。它比当前大规模生产的电动车的运行代价更低，并能提供更大的驱动范围，低温工质这种储存能量的潜能已被用在汽车驱动上，冷水机应用上，作为化学电池的替代品，华盛顿大学研究这种潜能，并用在零排放汽车中。有低温惰性介质，如液氮作为能量储存的介质，对环境不会造成任何污染，特别是避免了用铅酸畜电池作为能源所带来的重金属污染问题。与化学电池相比，液氦还有一个潜在的优点，一个低温能源分布系统可以再现有的汽车加油站网络基础上加以改造，就会很快实现。