說(shuō)起新能源汽車大家都不陌生。其中,，氫燃料以其綠色,、高續(xù)航等優(yōu)點(diǎn)，正在成為新能源汽車的主要發(fā)展方向之一,，很多企業(yè)和機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始著手氫燃料的研究和開(kāi)發(fā),。氫燃料電池汽車是氫能源的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。氫能源以其諸多優(yōu)勢(shì),，被稱為“未來(lái)能源”,，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，它還將在更多領(lǐng)域大顯身手,。

氫能源是一種清潔可再生能源,，能夠與電能實(shí)現(xiàn)高效的相互轉(zhuǎn)換，被認(rèn)為有望成為能源使用的終極形式。與此同時(shí),，氫能源還擁有比化石能源更高的能量密度,、各類能源中最低的發(fā)電建設(shè)成本、利用工業(yè)尾氣制氫或棄電水解制氫等優(yōu)勢(shì),，對(duì)節(jié)能減排可起到?jīng)Q定性的作用,。

氫能源是一種二次能源，它通過(guò)一定的方法利用其他能源制取,，不像煤,、石油、天然氣可以直接開(kāi)采,。氫位于元素周期表之首，原子序數(shù)為1,，常溫常壓下為氣態(tài),，超低溫高壓下為液態(tài)。作為一種理想的新的合能體能源,，它具有以下顯著的特點(diǎn)：

重量最輕,，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度為0.0899g/L,，－252.7℃時(shí)可成為液體,，若將壓力增大到數(shù)百個(gè)大氣壓，液氫可變?yōu)榻饘贇?；?dǎo)熱性最好,，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍；普遍無(wú)色,，據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,，主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì),。據(jù)推算,，如把海水中的氫全部提取出來(lái)，它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍,。

氫的特征決定了氫能源擁有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),。氫能源擁有理想的發(fā)熱值，除核燃料外,，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料,、化工燃料和生物燃料中最高的，為142351kJ/kg,，是汽油發(fā)熱值的3倍,；燃燒性能好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)可燃范圍廣,、燃點(diǎn)高,、燃燒速度快；與其他燃料相比,，氫燃燒時(shí)最清潔,，除生成水和少量氮化氫外，不會(huì)產(chǎn)生諸如一氧化碳,、二氧化碳,、碳?xì)浠衔铩U化物和粉塵顆粒等對(duì)環(huán)境有害的污染物質(zhì),，少量的氮化氫經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理也不會(huì)污染環(huán)境,，且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用,，產(chǎn)物水無(wú)腐蝕性,；利用形式多，既可以通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱能,，在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功,，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料,；以氣態(tài),、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求,；可以取消遠(yuǎn)距離高壓輸電,，代以遠(yuǎn)近距離管道輸氫，安全性相對(duì)提高,，能源無(wú)效損耗減?。粴淇梢詼p輕燃料自重,，可以增加運(yùn)載工具有效載荷,，從而降低運(yùn)輸成本……

氫能源的發(fā)展利用已有長(zhǎng)足進(jìn)步。自從1965年美國(guó)開(kāi)始研制液氫發(fā)動(dòng)機(jī)以來(lái),，科學(xué)家相繼研制成功了各種類型的噴氣式和火箭式發(fā)動(dòng)機(jī),。美國(guó)的航天飛機(jī)已成功使用液氫做燃料。我國(guó)長(zhǎng)征2號(hào),、3號(hào)運(yùn)載火箭也使用液氫做燃料,。利用液氫代替柴油，用于鐵路機(jī)車或一般汽車的研制也十分活躍,。氫汽車靠氫燃料,、氫燃料電池運(yùn)行也是溝通電力系統(tǒng)和氫能體系的重要手段。

世界各國(guó)正在研究如何能大量而廉價(jià)地生產(chǎn)氫。利用太陽(yáng)能分解水,，也就是在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣,，是其中一個(gè)主要研究方向。其中的關(guān)鍵在于找到一種合適的催化劑,。如今,，世界上有50多個(gè)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行研究，但至今尚未有重大突破,?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，一旦更有效的催化劑問(wèn)世,，水中取“火”——制氫就成為可能,。到那時(shí)，人們只要在汽車,、飛機(jī)等油箱中裝滿水,，再加入光水解催化劑，在陽(yáng)光照射下,，水便能不斷地分解出氫,，成為發(fā)動(dòng)機(jī)的能源,。

20世紀(jì)70年代,，科學(xué)家用半導(dǎo)體材料鈦酸鍶作光電極，金屬鉑作暗電極,，將它們連在一起,，然后放入水里，通過(guò)陽(yáng)光的照射,，就在鉑電極上釋放出氫氣,，而在鈦酸鍶電極上釋放出氧氣。這就是我們通常所說(shuō)的光電解水制取氫氣法,。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),，一些微生物也能在陽(yáng)光作用下制取氫?？茖W(xué)家利用在光合作用下可以釋放氫的微生物,，通過(guò)氫化酶誘發(fā)電子，把水里的氫離子結(jié)合起來(lái),，生成氫氣,。蘇聯(lián)的科學(xué)家們已在湖沼里發(fā)現(xiàn)了這樣的微生物，他們把這種微生物放在適合它生存的特殊器皿里,，然后將微生物產(chǎn)生出來(lái)的氫氣收集在氫氣瓶里,。這種微生物含有大量的蛋白質(zhì)，除了能放出氫氣外，還可以用于制藥和生產(chǎn)維生素,，以及用它作畜牧和家禽的飼料,。科學(xué)家正在設(shè)法培養(yǎng)能高效產(chǎn)氫的這類微生物,，以適應(yīng)開(kāi)發(fā)利用新能源的需要,。

如今，世界上許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)廣泛開(kāi)展了氫能源研究,，并取得了氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)突破,。但是，氫燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用,，還需要其產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的不斷改進(jìn)和提升,。我們期待氫能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的不斷成熟，希望在更多領(lǐng)域看到氫能源的利用,。

（資料來(lái)源 陜西科技情報(bào)）