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，在空氣中容易燃燒，會產(chǎn)生大量的熱量，零溫室氣體和足夠純凈的副產(chǎn)品水。

“氫經(jīng)濟(jì)”被許多人視為我們對石油和其他化石燃料的依賴的自然替代。通過電解水，我們創(chuàng)建了其基本元素氫和氧，它們可以用作點火產(chǎn)物。或者通過將燃料電池中的氫與氧氣化學(xué)融合，我們可以發(fā)電。

|汽車的未來

燃料電池就是運行氫動力車輛的數(shù)量，并且該技術(shù)正在應(yīng)用于汽車，卡車，公共汽車，叉車和船上。零排放列車也正在開發(fā)中，作為全球“液壓”項目的一部分。如今，更好的汽車制造需要科學(xué)來改善諸如儲氣和電解之類的關(guān)鍵技術(shù)，同時在高速公路上安裝諸如氫氣站之類的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

傳統(tǒng)的氫氣罐以10,000 psi（700 bar）的壓力存儲氣體，約為汽車輪胎壓力的300倍。這就需要加固且相對昂貴的儲氣罐。由西北大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)了一種類似海綿的金屬材料，可以使這種高度易燃?xì)怏w的存儲更加安全，并提高儲罐容量。

經(jīng)過特殊設(shè)計的多孔金屬有機(jī)框架（稱為NU-1501）將液體或氣體粘合到其表面，從而降低了存儲氫所需的壓力。反過來，這減小了燃料電池汽車所需油箱的尺寸并擴(kuò)大了其行駛距離。

|速度需求

改善燃料電池效率的更好的催化劑是改進(jìn)氫動力汽車的另一種方法。通過結(jié)合廉價，豐富的鎳，鉬和鎂元素，研究人員開發(fā)了一種持久的催化劑，該催化劑可將溫室氣體中的二氧化碳和甲烷再循環(huán)為氫氣。

日本開發(fā)的另一種方法是使用光和由氧化鐵制成的催化劑（簡單的防銹劑）來加快制氫速度。該團(tuán)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，可在超過400小時內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的氫氣。

在美國，科學(xué)家團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了使用創(chuàng)新催化劑為氫氣生產(chǎn)提供動力的方法，這些催化劑可能導(dǎo)致將天然氣用作存儲能量的方法。一個開發(fā)了與導(dǎo)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(jìn)了高溫電解程序，以創(chuàng)建一個全新的過程。

在愛達(dá)荷州國家實驗室，高級工程師Dong Ding及其同事使用一種名為鈣鈦礦的礦物改進(jìn)了高溫電解中使用的質(zhì)子陶瓷電化學(xué)電池。它們的進(jìn)步降低了反應(yīng)溫度，加快了生產(chǎn)速度，并且易于逆轉(zhuǎn)。實際上，它們的突破可以將多余的電能和水轉(zhuǎn)化為氫氣用作燃料，也可以將氫氣轉(zhuǎn)化為電能。然后，多余的電能可以以氣體的形式存儲，并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(xù)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(chǎn)生氫。日本的研究人員用紫外線和特殊的催化劑混合物進(jìn)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(dá)到30％，該過程也將徹底改變太陽能氫的生產(chǎn)。

最后，燃料電池制造方式的創(chuàng)新可以提高其功率，并且可以消除存儲和運輸氫氣的需求。使用高功率硼氫化物技術(shù)開發(fā)的液體燃料電池的工作電壓是傳統(tǒng)氫燃料電池的兩倍，可以為無人水下航行器和電動飛機(jī)提供動力。

圣路易斯華盛頓大學(xué)的工程師說，液體燃料電池還可以用于擴(kuò)展市場上已有的電池驅(qū)動汽車的范圍。

來源：維普知識