編譯：BY

氫氣是宇宙中最

豐富的

元素。它是一種無味、無毒、無腐蝕性的氣體，易於在空氣中

燃燒

，產生大量的熱量、零溫室氣體和純淨的水，可作為副產品飲用。

“

氫經濟”

被許多人視為我們對石油和其他化石燃料依賴的自然替代。透過

電解

水，我們建立了其基本元素氫和氧，它們可以用作點火產物。透過將

燃料電池中的

氫與氧氣化學融合還可以發電。

汽車的未來

燃料電池是執行氫動力車輛的關鍵，該技術正在應用於汽車、卡車、公共汽車、叉車和船上。作為全球專案的一部分，零排放列車也正在開發中。如今，更好的汽車製造需要科學來改善諸如儲氣和電解之類的關鍵技術，同時在高速公路上安裝諸如氫氣站之類的重要基礎設施。

傳統的氫氣罐以10，000 psi（700 bar）的壓力儲存氣體，約為汽車輪胎壓力的300倍。這需要加固且相對昂貴的儲氣罐。由美國西北大學的科學家領導的研究人員開發了一種類似海綿的金屬材料，可以使這種高度易燃氣體的儲存更加安全，並可以提高儲罐的容量。

經過特殊設計的多孔金屬有機框架（稱為NU-1501）將液體或氣體粘合到它們的表面，從而降低了儲存氫所需的壓力。反過來，這減小了燃料電池汽車所需的油箱尺寸，並提高了其續航里程。

極品飛車

氫燃料電池的細節-替代能源和清潔能源。

改善燃料電池效率的更好的催化劑是改善氫動力汽車的另一種方法。透過結合廉價、豐富的鎳，鉬和鎂元素，研究人員開發了一種持久的催化劑，可以將溫室氣體中的二氧化碳和甲烷再迴圈為氫氣。

日本開發的另一種方法是使用光和一種由氧化鐵製成的催化劑（簡單的防鏽劑）來加速制氫。該團隊使用的是水-甲醇溶液而不是水，該催化劑的活性是二氧化鈦的25倍，可產生穩定的氫氣400多個小時。

美國的科學家團隊發現了使用創新催化劑驅動氫氣生產的方法，這些催化劑可能導致將天然氣用作儲存能量的方法。一個開發了與導電聚合物電極相連的鎳鐵催化劑，以降低氫氣捕獲的成本，另一個則改進了高溫電解程式，從而創造了一個全新的過程。

在愛達荷州國家實驗室，高階工程師Dong Ding及其同事使用一種名為鈣鈦礦的礦物改進了高溫電解中使用的質子陶瓷電化學電池。它們的先進性降低了反應溫度，加快了生產速度，並且易於逆轉。實際上，它們的突破可以將多餘的電能和水轉化為氫氣用作燃料，也可以將氫氣轉化為電能。然後可以將多餘的電能以氣體的形式儲存，並在需要時釋放以供再利用。

太陽能在可再生能源中的重要性將繼續增長，但是它可以為清潔能源提供動力的另一種方式是水的分解。光催化利用水和陽光產生氫。日本的研究人員用紫外線和特殊的催化劑混合物進行實驗，以近100％的效率分解水。

可見光的效率較低，但研究小組估計，即使達到30％，該過程也將徹底改變太陽能氫的生產。

最後，燃料電池製造方式的創新可以提高其功率，並且可以消除儲存和運輸氫氣的需要。使用高功率硼氫化物技術開發的液體燃料電池的工作電壓是傳統氫燃料電池的兩倍，可以為無人水下航行器和電動飛機提供動力。

聖路易斯華盛頓大學的工程師表示，液體燃料電池還可用於擴充套件市場上已有的電池驅動汽車的範圍。

作者：Robin Fearon