记者 张梅
说起新能源汽车大家都不陌生。其中，氢燃料以其绿色、高续航等优点，正在成为新能源汽车的主要发展方向之一，很多企业和机构已经开始着手氢燃料的研究和开发。氢燃料电池汽车是氢能源的一个重要应用领域。氢能源以其诸多优势，被称为“未来能源”，随着科技水平的不断进步，它还将在更多领域大显身手。
氢能源是一种清洁可再生能源，能够与电能实现高效的相互转换，被认为有望成为能源使用的终极形式。与此同时，氢能源还拥有比化石能源更高的能量密度、各类能源中最低的发电建设成本、利用工业尾气制氢或弃电水解制氢等优势，对节能减排可起到决定性的作用。
氢能源是一种二次能源，它通过一定的方法利用其他能源制取，不像煤、石油、天然气可以直接开采。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下显著的特点：
重量最轻，标准状态下，密度为0.0899g/L，－252.7℃时可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢；导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍；普遍无色，据估计它构成了宇宙质量的75%，主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
氢的特征决定了氢能源拥有无可比拟的优势。氢能源拥有理想的发热值，除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142351kJ/kg，是汽油发热值的3倍；燃烧性能好，点燃快，与空气混合时可燃范围广、燃点高、燃烧速度快；与其他燃料相比，氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外，不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用，产物水无腐蚀性；利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料；以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求；可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小；氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，从而降低运输成本……
氢能源的发展利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，科学家相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。我国长征2号、3号运载火箭也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。
世界各国正在研究如何能大量而廉价地生产氢。利用太阳能分解水，也就是在光的作用下将水分解成氢气和氧气，是其中一个主要研究方向。其中的关键在于找到一种合适的催化剂。如今，世界上有50多个实验室在进行研究，但至今尚未有重大突破。科学家预计，一旦更有效的催化剂问世，水中取“火”——制氢就成为可能。到那时，人们只要在汽车、飞机等油箱中装满水，再加入光水解催化剂，在阳光照射下，水便能不断地分解出氢，成为发动机的能源。
20世纪70年代，科学家用半导体材料钛酸锶作光电极，金属铂作暗电极，将它们连在一起，然后放入水里，通过阳光的照射，就在铂电极上释放出氢气，而在钛酸锶电极上释放出氧气。这就是我们通常所说的光电解水制取氢气法。
科学家们还发现，一些微生物也能在阳光作用下制取氢。科学家利用在光合作用下可以释放氢的微生物，通过氢化酶诱发电子，把水里的氢离子结合起来，生成氢气。苏联的科学家们已在湖沼里发现了这样的微生物，他们把这种微生物放在适合它生存的特殊器皿里，然后将微生物产生出来的氢气收集在氢气瓶里。这种微生物含有大量的蛋白质，除了能放出氢气外，还可以用于制药和生产维生素，以及用它作畜牧和家禽的饲料。科学家正在设法培养能高效产氢的这类微生物，以适应开发利用新能源的需要。
如今，世界上许多国家和地区已经广泛开展了氢能源研究，并取得了氢燃料电池发动机的关键技术突破。但是，氢燃料电池的大规模应用，还需要其产业化技术的不断改进和提升。我们期待氢能源相关产业化技术的不断成熟，希望在更多领域看到氢能源的利用。
