什么是氫能呢?這得從《神秘島》的預言說(shuō)起。1870年 ,法國偉大科幻小說(shuō)家朱利凡爾納在他的著(zhù)作《神秘島》中,對氫作

為燃料的優(yōu)點(diǎn)大加贊揚,并預言一氫 是未來(lái)的能源,是理想的燃料。

如今,智慧的人類(lèi)將這美好的幻想漸漸地變成現實(shí):氫是登天的云梯;氫是汽車(chē)和飛機的替代燃料;氫能發(fā)電等等,人類(lèi)大規

模應用氫能的日子到來(lái)了。

當年朱利凡爾納為什么還說(shuō)”氫是未來(lái)的理想燃料”呢?因為氫具有非同凡響的優(yōu)點(diǎn)。

我們知道氫是所有元素中最輕的,宇宙中所有元素都與氫有聯(lián)系,是宇宙中的-種基本物質(zhì)。不少星球都源于氫的變化,太

陽(yáng)中氫約占總體積的80% ,氫的燃燒值特別高。如將氫氣冷卻到252.72*C以下再加以壓力，氫氣就不再是氣體，而變成無(wú)色液

體。液態(tài)氫燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量,每千克高達120.8兆焦, 是汽油燃燒值的3倍。

非常易于燃燒,爆發(fā)力強,而且在空氣中燃燒的溫度極高,可達到2000°C?；鹧鎮鞑ニ俣葮O快,比甲烷快4倍。

制造氫的原料非常豐富,除空氣中含有氫氣外,水也是氫的化合物。在水分子中,氫的重量占11% ,而地球是“二山七水一

分田”, 水是大量存在的。

氫是沒(méi)有污染、品質(zhì)最純潔的燃料。它無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒,十分純凈，它燃燒后生成水和少量的氯化氫,產(chǎn)生一氧化碳、 二

氧化碳、碳氫化合物和鋁化物等對人體有害的物質(zhì)。少量氯化氫稍加處理后也不會(huì )污染環(huán)境,而且它燃燒后的生成物還是水,

水再源源不斷地產(chǎn)生氫氣,反復循環(huán)使用。

氫的儲運非常方便，可以氣態(tài)液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物形態(tài)進(jìn)行運輸和貯存。

正是氫的諸多優(yōu)點(diǎn),贏(yíng)得了人們的青睞。從長(cháng)遠和宏觀(guān)來(lái)看,氫的主要來(lái)源是水,以水裂解制氫應是當代高技術(shù)的主攻方向。

一是光解海水制氫。 20世紀80年代末,國際上出現了光解海水制氫的方法,運用激導MOCVD制膜技術(shù)制成的新型金屬/半導

體/金屬氧化物電化學(xué)膜,作為海水電解的隔膜,能使海水分離制成氫和氧。

二是熱分解水制氫。當水直接加熱到很高溫度時(shí),如300°C以上,部分水或水蒸氣可離解為氫或氧。但這種過(guò)程非常復雜,其

中最突出的技術(shù)問(wèn)題是高溫和高壓。較有希望的是利用太陽(yáng)能聚焦或核反應的熱能。

三是硫化氫制氫。這種方法包括氣相分解法(干法)和溶液分解法(濕法) , 能同時(shí)獲得硫磺和氫氣。不過(guò)這種方法需600°C

的高溫和適當的催化劑或經(jīng)過(guò)光照等措施,化害為利、綜合利用,也是一種制氫的好方法。

四是生物制氫。利用植物的光合作用制氫和微生物分解有機物制氫,甚至許多原始低等生物(如紅極毛桿菌)在新陳代謝過(guò)程

中也可放出氫氣。

開(kāi)發(fā)氫能還有一個(gè)技術(shù)難題,就是氫氣的貯存,它直接影響到氫能的應用。因此,要廣泛應用氫能,必須解決好兩大技術(shù)難

題,即制氫技術(shù)和貯氫技術(shù)。貯存氫氣有如下方法:一是加壓貯存法。 由于氫氣的密度比較小,在高壓情況下才可用特制的鋼

瓶貯存，通常需15000千帕的壓力。對于固定地點(diǎn)的大量貯氫,可采用加壓地下貯氫,如利用密封好的氣穴、采空的油田或鹽

等,這樣不需貯氫容器而降低費用,是比較經(jīng)濟安全的方法。二是金屬氫化物貯氫。為解決則貯氫問(wèn)題,科研人員發(fā)現鈦、

鈮、鎂、鋯等金屬和它們的合金,能像海綿吸水-樣將氫貯存起來(lái),形成貯氫金屬,且根據需要可隨時(shí)將氫釋放出來(lái),這樣大

大方便了人們對氫氣的貯存、運送和使用。

如美國已經(jīng)有供實(shí)驗室用的小型“海綿罐”出售。有些貯氫金屬,如鈦、鐵氫化物, 利用空氣加熱放氫, 就能使空氣本身降溫

到20°C ,因而可以制成不消耗能源的冰箱。

氣的運輸。專(zhuān)家們認為,制氫技術(shù)、貯氫技術(shù)、運氫技術(shù)三者處于同等重要的位置,它們都是人類(lèi)應用氫能鏈條上的關(guān)鍵環(huán)

節?，F代科學(xué)可以將氫氣像運輸煤氣一樣用管道從貯存庫運往用氫量最大的消費部門(mén),甚至可以輸送給企業(yè)中心和近郊的小型

發(fā)電站。

有些國家已經(jīng)建成了這種輸氫管道。用管道輸送氫氣的技術(shù)比較成熟,但近距離可行,遠距離就要在中間增設加壓措施,建造

就較復雜了。

用車(chē)船運輸氫氣,如用卡車(chē)、車(chē)和船都是可以的,但需要特制鋼瓶、鋼罐裝貯。由于這些高壓則氫容器的自身重量較大,所.

以實(shí)際運氣基占運輸量的比例較小。

氫能的用途:氫用作燃料能源的優(yōu)點(diǎn),在對重量特別敏感的航天、航空領(lǐng)域顯得格外突出。液態(tài)氫燃料巨大的推力,使龐大的

火箭載著(zhù)各種宇宙飛行器升上太空。1989年4月 ,前蘇聯(lián)-架由圖-155運輸客機改裝的氫 能燃料實(shí)驗飛機試飛成功,人類(lèi)應

用氫能邁出了成功的一步。

1990年,法國展出了一種用氫能運轉的5升13兆瓦系列汽車(chē)。 日本馬自達公司試制了氫能汽車(chē)，它利用計算機控制氫泵和管

道閥門(mén),使氫液溫度在發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火之前始終保持在253°C ,行駛時(shí),時(shí)速可達125千米。

氫氣還可以制成燃料電池直接發(fā)電。燃料電池和氫氣與蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,能量轉換效率比火力發(fā)電站最大效率高出1倍,可

達70% ~ 80% ,這無(wú)疑是非常誘人的一個(gè)重要用途。

現在,氫能用于上述各個(gè)單項的技術(shù)都E實(shí)現, 一旦廉價(jià)制氫技術(shù)有所突破,人們的理想就不難實(shí)現?！渡衩貚u》 中描繪的氫

能世界不再是幻想或海市蜃樓。